2012高一物理教案1.3功率鲁科版必修2

第三节功率新课标要求知识与技能过程与方法情感、态度和价值观1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。2、，的TWPFV运用1、通常指平均功率，为TWP0T瞬时功率2、，分析汽车的启动，注意知FV识的迁移感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。教材分析与方法教学重点教学难点教学方法教学用具理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。复习与预习教师活动学生活动1、做功的条件是什么2、计算力做功的公式是什么公式的适用条件是什么3、正功和负功的含义是什么4、如何求几个力做的总功知识探究过程一、功率1、做功快慢的比较思考1、一台起重机能在1MIN内把1T的货物提到预定的高度，另一台起重机只用30S就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快你是用什么方法比较它们做功快慢的分析后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。思考2、一台起重机能在1MIN内把1T的货物提到预定的高度，另一台起重机用30S把04T的货物提到预定的高度。两台起重机谁做功更快你是用什么方法比较它们做功快慢的分析结论2、功率（1）定义在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间T的，叫做功率。用P表示。（2）公式（3）物理意义功率是描述力对物体做功的物理量。单位瓦（W）上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、T间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法WPT。例1、自动扶梯以恒定速率运送乘客上同一层楼，某人第一次站在扶梯上不动，第二次沿扶梯匀速向上走，设两次运送乘客所做的功分别为W1和W2，牵引力的功率分别为P1和P2，则有（）AW1W2，P1P2BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2DW1W2，P1P2解析3、平均功率与瞬时功率（1）平均功率在一段时间内力对物体做功的功率，实际上就是这段时间内力对物体做功的平均功率，即根据计算出的功率是物体在时间T内的平均功率。TP（2）平均功率只能地描述做功的快慢，其数值与具体的有关。（3）平均功率对应的是一段或一个，并且同一物体在不同的时间段的平均功率一般不等，讲平均功率必须讲清是做功的物体在哪一段时间内或哪一个过程中的平均功率；（4）瞬时功率对应的是某一或某一，讲瞬时功率必须讲清是做功的物体在哪个或哪个的瞬时功率。二、额定功率和实际功率1额定功率指机器正常工作时的，也就是机器铭牌上的标称值。2实际功率指机器工作中的功率。3机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。4机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。三、功率与速度1、功率与速度的关系式推导2公式例2、一个质量为1KG的物块，沿倾角为37的光滑斜面由静止开始下滑，当它下滑4S时重力的瞬时功率多大这4S内重力的平均功率多大G取10M/S2解析3、应用问题汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的根据公式PFV当功率P一定时，F与V成反比，即做功的力越大，其速度就越小。当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。当速度V一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。当力F一定时，功率P与速度V成正比，即速度越大，功率越大。起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。能力创新思维一、关于功率的计算例1质量M3KG的物体，在水平力F6的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间T3S，求（1）力F在T3S内对物体所做的功。（2）力F在T3S内对物体所做功的平均功率。（3）在3S末力F对物体做功的瞬时功率。解析二、关于机车的启动问题汽车启动的两种物理模型汽车以恒定的功率起动汽车以恒定功率起动后，若运动过程中所受阻力FF不变，由于牵引力，VPF根据牛顿第二定律可得FFFMA，故汽车的加速度。1FVMA可见，随着汽车速度的增大，加速度减小，当加速度A0时，汽车的速度达到最大值，FMFPV以后汽车将做匀速直线运动。所以，汽车以恒定的功率起动后，先做加速度越来越小的变加速运动，最终做匀速运动。汽车以恒定的加速度起动汽车以恒定的加速度起动后，开始加速度不变，汽车做匀加速运动，由MAFVPF得PMAFFV。当其速度增大至一定值V1时，功率达到额定功率PE，此时有，MAFVPFE以后速度再增大，由于汽车的功率以达额定功率而不变，所以牵引力减小，加速度随之减小，直至A0，汽车的速度达最大值，以后汽车做匀速运动。所以，汽车以恒定的加速度起动后，先做匀加速运动，后做做加速度越来越小的变加速运动，最终做匀速运动。例2汽车发动机的额定功率为60KW，汽车质量为5T，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的01倍，G取10/S2，问汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少若汽车保持05/S2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间解析例3、汽车的质量为M60103KG，额定功率为PE90KW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的005倍，G取10M/S2，问（1）汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度有多大（2）设汽车由静止起匀加速行驶，加速度A05M/S2，汽车匀加速运动可维持多长时间（3）汽车做匀加速运动的最大速度有多大解析能力提升训练课堂练习1同一恒力按同样方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平抛面移动相同一段距离时，恒力的功和平均功率分别为、和、，则二者的关系是（）1WP2A、B、2W21P2C、D、12如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2KG的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（）（G取）2/10SMA物体加速度大小为BF的大小为21NC4S末F的功率大小为42WD4S内F做功的平均功率为42W3设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度V匀速飞行，其发动机功率为P，则飞机以2V匀速飞行时，其发动机的功率为（）A2PB4PC8PD无法确定4关于功率概念，下列说法中正确的是A力对物体做的功越多，力做功的功率越大B功率是描述物体做功快慢的物理量C从公式PFV可知道汽车的发动机功率一定时牵引力与运动速度成反比D当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时合外力为零，此时发动机的实际功率为零5如图所示，某人用轻绳通过一个光滑的定滑轮要匀速地把一只猴子拉高H第一次猴子相对绳子静止，人的拉力做功为W1，功率为P1；第二次，人拉绳的速度与第一次相等，但猴子在相对于绳匀速地向上爬，这种情况下人的拉力做功为W2，功率为P2，则AP1P2W1W2BP1P2W1W2CP1P2W1W2DP1P2W1W26从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为V0，抛出B球的初速为2V0，则两球运动到落地的过程中A重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率相同B重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率不同C重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率相同D重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率不同7汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度A的变化情况是AF逐渐减小，A也逐渐减小BF逐渐增大，A逐渐减小CF逐渐减小，A逐渐增大DF逐渐增大，A也逐渐增大8甲抽水机每秒把30KG的水抽到10M高的水塔，乙抽水机每秒把15KG的水抽到20M高的水塔则A甲抽水机的功率较大B甲乙两抽水机的功率相等C半小时内乙抽水机做功较多D半小时内甲抽水机抽水较多课后练习9如图所示,用大小为F400N的拉力在水平路面上拉车行走50M,拉力方向与水平面成30角,共用时间100S,那么在这段时间内拉力对车做功_104J，拉力做功的平均功率是_W。（取三位有效数字）10质量为05KG的物质从倾角为37的足够长光滑斜面顶端从静止起下滑，前3S内重力做功_J；第2S内重力做功的平均功率为_W；第3S末重力做功的即时功率为_W。11质量M3KG的物体，在水平力F6的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间T3S，求（1）力F在T3S内对物体所做的功。（2）力F在T3S内对物体所做功的平均功率。（3）在3S末力F对物体做功的瞬时功率。12汽车发动机的额定功率为60KW，汽车质量为5T，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的01倍，G取10/S2，问汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少若汽车保持05/S2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间13质量为M、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为V1，当汽车以速率V2（V2V1）行驶时，它的加速度是多少参考答案1解析由于力相同，物体发生的位移也相同，故两种情况做功相同；由于第二种情况水平面光滑，产生的加速度大，发生同样的位移所用时间少，故第二种情况的功率大。选项B正确。答案B2解析有图像可知物体的加速度为，选项A错误；有牛顿第二定律可算出F2/50SM的大小为105N，选项B错误；根据瞬时功率的求解方法PFV，得出4S末F的功率大小为42W，选项C正确；平均功率应是瞬时功率的一半，选项D错误。答案C3解析当飞机以速度V匀速飞行，有,机以2V匀速飞行时，则功率将32KVP变为原来的8倍，选项C正确。答案C4解析功率描述的是力做功的快慢，故选项A错误，选项B正确；汽车的功率指的是牵引力做功的功率，选项C正确，选项D错误。答案BC5解析人的拉力和拉绳子的速度均无变化，故人做功的功率不变，第二种情况猴子也做功了，故人做功少了。选项C正确。答案C6解析两物体都作平抛运动，在竖直方向运动情况是相同的，故重力做功的平均功率相同，落地时的瞬时功率也相同，选项A正确。答案A7解析由于汽车的功率保持不变，根据公式PFV可得随着速度的增大，牵引力逐渐减小，有牛顿第二定律可知加速度也逐渐减小，选项A正确。答案A8解析从题中的已知条件可以得出，甲乙每秒做功相同，故做功的功率相同，选项B正确。答案B9答案17317310答案81275411解析物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度A2M/S2，则FM物体在3S末的速度VAT6/S物体在3S内的位移SAT29M1（1）力F做的功WFS69J54J（2）力F在3S内的平均功率P18W（或W18W）WT260VF（3）3S末力F的瞬时功率PFV66W36W12解析当牵引力F大小等于阻力F时，汽车的加速度A，速度达到最大值VM，据公式FV，可得出汽车最大速度VMP额FVFVM12M/SFFV额汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为F，据牛顿第二定律，有F牵FMA01MGMA7500当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为VM，据功率公式PFV得8M/SVM额设汽车能维持匀加速运动的时间为T0，则VMAT0得T0VM/A16S13解析速度最大时，牵引力最小，在量值上等于阻力。所以，以速率V21VPF运动时，由牛顿第二定律有FFMA其中，1VPF2VF得2121MA课后习题答案1在货物匀速上升时，电动机对货物的作用力为FMG2710410N27105N。由PFV，可得提升货物的速度M/S37102M/S。531072FPV2这台抽水机的输出功率为W3103W。TMGHW它半小时能做功WPT31031800J54106J。3