山西省应县一中人教版高一物理必修二学案：第七章第三节 功率

1、.班级 姓名 日期 第七章 机械能守恒定律第三节 功率编制 审核 编号 054 学习目的1.知道功率的概念，理解功率的物理意义2.掌握功率的定义式P，可以用P解答有关的问题重点3.知道PFv的推导过程重点4.掌握汽车启动问题的分析方法难点 5理解额定功率和实际功率的概念重点根底知识 功率、额定功率、实际功率1物理意义：功率是表示做功快慢的物理量2定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率3定义式：P.4单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W.1 W1 J/s,1 kW103 W.5功率有平均功率和瞬时功率之分，用公式P计算的一般是一段时间内的平均功率6额定功率指电动机、内

2、燃机等动力机械在额定转速下可以长时间工作时的输出功率7实际功率指电动机、内燃机等动力机械工作时实际消耗的功率实际功率往往小于额定功率，但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以使实际功率在短时间内大于额定功率1各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率2某机械工作时的实际功率一定比额定功率小×3机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作功率与速度1功率与速度的关系式PFvF与v方向一样2推导 PFv3应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度1物体的速度为v，那么重力的功率一定是mgv.

3、5;2汽车的速度越大，牵引力的功率也越大×3汽车以恒定功率启动时，加速度减小才能提升 学生分组探究一正确理解公式P和PFv第1步探究分层设问，破解疑难1一个物体的受力F及速度v值都比较大，是否就说明力F做功的功率就一定大？【提示】不一定因为力F的功率等于力F与F方向上的速度大小的乘积，物体的速度大，并不能说明沿力F方向上的速度大第2步结论自我总结，素能培养1平均功率；假设F为恒力，那么Fcos .2瞬时功率PFv·cos 表示力F的方向与速度v的方向间的夹角P也可用于计算瞬时功率，此时时间极短，t0，但在中学阶段较少用到第3步例证典例印证，思维深化如图7­3

4、73;1所示，质量为m2 kg的木块在倾角37°的斜面上由静止开场下滑，木块与斜面间的动摩擦因数0.5，：sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2，求：1前2 s内重力做的功；2前2 s内重力的平均功率；32 s末重力的瞬时功率【解析】 1木块所受的合外力F合mgsin mgcos mgsin cos 2×10×0.60.5×0.8 N4 N.木块的加速度a m/s22 m/s2.前2 s内木块的位移sat2×2×22 m4 m.所以，重力在前2 s内做的功为Wmgsin s2×10

5、×0.6×4 J48 J.2重力在前2 s内的平均功率为 W24 W.3木块在2 s末的速度vat2×2 m/s4 m/s.2 s末重力的瞬时功率Pmgsin ·v2×10×0.6×4 W48 W.【答案】148 J224 W348 W第4步巧练精选习题，落实强化12019·济南高一检测某物体从高为H处由静止下落至地面，用时为t，那么下述结论正确的选项是A前、后内重力做功相等 B前、后内重力做功相等C前、后内重力做功的平均功率相等 D前、后内重力做功的平均功率相等【答案】A2放在程度地面上的物体受到程度拉力的作用，

6、在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图7­3­2所示，那么物体的质量为g取10 m/s2A. kgB. kg C. kgD kg【答案】B学生分组探究二 平均功率的实际应用第1步探究分层设问，破解疑难1求解平均功率是否一定得用公式P？【提示】不是公式P是求解平均功率的常用公式，平均功率的求解也可以用PFv，不过此时v是力F方向上的平均速度第2步结论自我总结，素能培养求解此题的关键是明确求平均功率的时间应是跳跃一次所用时间T，而非上升过程所用时间，即要明确求的是哪段时间内的平均功率第3步例证典例印证，思维深化跳绳是一种健身运动，设某运发动的质量为50 kg，他

7、每分钟跳180个，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5，那么该运发动跳绳时抑制重力做功的平均功率是多少？g取10 m/s2【解析】运发动跳绳时，跳跃一次所用时间T s s.跳跃一次在空中停留的时间tT s.运发动跳起时可认为是竖直上抛运动，设上升的最大高度为h，因上升和下落时间相等，故有t上t下 s.运发动每次跳跃抑制重力做的功为Wmghmgmg2t×50×102×2 J25 J.因此，抑制重力做功的平均功率为P W75 W.【答案】75 W第4步巧练精选习题，落实强化3、人的心脏每跳一次大约输送8×105 m3的血液，正常人血

8、压可看作心脏输送血液的压强平均值约为1.5×104 Pa，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率约为_W.【解析】设压强为p，作用于横截面积为S的一个直管内的流体上，在时间t内因压力的作用而挪动了一定的间隔 l，如下图，那么压力做功为WpSlpV，V指流体的体积推广到一般情形，在恒定压强作用下，使某一流体体积改变V，那么该压强所做功的表达式为Wp·V.因此，此题中心脏在每分钟时间内所做的功应为WpV1.5×104×70×8×105 J84 J，故心脏工作的平均功率P W1.4 W.【答案】1.4专题打破 机车启动的两种方式机车

9、启动问题的求法1机车的最大速度vm的求法：机车到达匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm.2匀加速启动最长时间的求法：牵引力FmaFf，匀加速的最后速度vm，时间t.3瞬时加速度的求法：据F求出牵引力，那么加速度a.例1质量为m的汽车以恒定功率P在平直的程度公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，当汽车以速率v2v2v1行驶时，汽车的加速度为A.B.C.D【答案】C例2在程度路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍g取10 m/s21求汽车在运动过程中所能到达的最大速度2假设汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开场做匀加速直线运动，

10、这一过程能维持多长时间？3假设汽车以额定功率不变从静止启动后，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度多大？【解析】1当汽车速度最大时，a10，F1Ff，PP额，故vmax m/s10 m/s.2汽车从静止开场做匀加速直线运动的过程中，a2不变，v变大，P也变大，当PP额时，此过程完毕F2Ffma20.1×104×10104×0.5N1.5×104 N.v2 m/s6.7 m/s，那么t s13.4 s.3F3Ffma30.1×104×10104×2N3×104 N.v3 m/s3.3 m/s.【答案】110 m/s213.4 s33.3 m/s例3某汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍g取10 m/s21假设汽车以额定功率启动，那么汽车所能到达的最大速度是多少？当汽车速度到达5 m/s时，其加速度是多少？2假设汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，那么这一过程能维持多长时间？【解析】1当FFf时，速度v到达