2013年高中物理 第1章 第3节 功率精品课件 鲁科版必修2

1、第第3节功率节功率核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第3节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解功率的概念，知道额定功率、理解功率的概念，知道额定功率、瞬时功率与平均功率瞬时功率与平均功率2理解功率与力、速度之间的关系，并能运用它理解功率与力、速度之间的关系，并能运用它分析解决简单的机车起动问题分析解决简单的机车起动问题3能运用功率公式解决一些与生产、生活相关的能运用功率公式解决一些与生产、生活相关的实际问题实际问题重点难点：重点难点：1.功率的概念、功率与力和速度的关功率的概念、功率与力和速度的关系系2机

2、车起动问题机车起动问题课前自主学案课前自主学案一、功率的含义一、功率的含义1物理意义：功率是表示做功物理意义：功率是表示做功_的物理量，的物理量，即表示做功过程中即表示做功过程中_的快慢的快慢2定义：物体所做的功定义：物体所做的功W与完成这些功所用时间与完成这些功所用时间t的的_叫做功率，用叫做功率，用_表示表示快慢快慢能量转化能量转化比值比值P3定义式：定义式：P_.4单位：在国际单位制中，功率的单位是单位：在国际单位制中，功率的单位是_，简称简称_，符号是，符号是_，且，且1 W1 J/s5矢标性：功率是矢标性：功率是_，只有大小，没有方，只有大小，没有方向其运算法则遵循向其运算法则遵循_

3、瓦特瓦特瓦瓦W标量标量代数法代数法思考感悟思考感悟1力对物体做功多，功率一定大吗？力对物体做功多，功率一定大吗？提示：提示：不一定不一定二、功率与力、速度的关系二、功率与力、速度的关系如果物体沿位移方向受的力是如果物体沿位移方向受的力是F，从计时开始到时，从计时开始到时刻刻t这段时间内，发生的位移是这段时间内，发生的位移是s，则力在这段时，则力在这段时间内所做的功间内所做的功W_，根据功率的定义，有，根据功率的定义，有P_.可见，一个力对物体做功的功率，等于这个可见，一个力对物体做功的功率，等于这个_与与受力物体受力物体_的乘积的乘积讨论：讨论：(1)当牵引力当牵引力F一定时，功率一定时，功率

4、P和速度和速度v成成_(2)当速度当速度v一定时，牵引力一定时，牵引力F和功率和功率P成成_(3)当输出功率当输出功率P一定时，牵引力一定时，牵引力F和速度和速度v成成_FsFv力力运动速度运动速度正比正比正比正比反比反比1额定功率与实际功率额定功率与实际功率(1)额定功率：每一种机械都有一个长时间工作的额定功率：每一种机械都有一个长时间工作的最大允许功率，这个功率叫做机械的额定功最大允许功率，这个功率叫做机械的额定功率动力机械的额定功率即为率动力机械的额定功率即为_功率功率(2)实际功率：每一种机械工作时实际输出的功率实际功率：每一种机械工作时实际输出的功率即 为 实 际 功 率 动 力 机

5、 械 的 实 际 功 率即 为 实 际 功 率 动 力 机 械 的 实 际 功 率_额定功率额定功率最大最大小于或等于小于或等于2平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率(1)平均功率：物体在一段时间内做功的功率的平均功率：物体在一段时间内做功的功率的_叫平均功率通常用定义式叫平均功率通常用定义式PW/t描述，描述，对对PFv来说，若来说，若v取取_，则计算出的，则计算出的P即为平均功率即为平均功率(2)瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率通常用率通常用PFv表示，必须注意表示，必须注意F、v与与P的的_只有当物体匀速运动时，平均功率只有当物体匀速运动

6、时，平均功率与瞬时功率才与瞬时功率才_平均值平均值平均速度平均速度物理意义物理意义相等相等思考感悟思考感悟2当应用当应用PFv分析汽车等交通工具类问题时，分析汽车等交通工具类问题时，F指的是什么？指的是什么？提示：提示：F指的是机车的牵引力指的是机车的牵引力核心要点突破核心要点突破当力当力F和速度和速度v不在同一直线上时，可以将力不在同一直线上时，可以将力F分解为沿分解为沿v方向的分力方向的分力F1和垂直于和垂直于v方向的分力方向的分力F2.F2不做功，其功率为零，分力不做功，其功率为零，分力F1做功的功率即做功的功率即力力F做功的功率，故其一般表达式为做功的功率，故其一般表达式为PFvcos

7、，是矢量是矢量F、v之间的夹角之间的夹角公式公式PFv中的中的F可以是恒力，也可以是变可以是恒力，也可以是变力当力当F是恒力时，若是恒力时，若v是物体在某一时刻的瞬时是物体在某一时刻的瞬时速度，则速度，则P是该时刻的瞬时功率；若是该时刻的瞬时功率；若v是物体在一是物体在一段时间内的平均速度，则段时间内的平均速度，则P是这段时间内的平均功是这段时间内的平均功率，当率，当F是变力时，是变力时，F，v必须对应同一时刻，必须对应同一时刻，P是是该时刻的瞬时功率该时刻的瞬时功率(3)PFv中三个量的制约关系中三个量的制约关系定值定值各量间的各量间的关系关系应用应用P一一定定F与与v成反成反比比汽车上坡时

8、，要增大牵引力，汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度应换挡减小速度v一一定定F与与P成正成正比比汽车上坡时，要使速度不变，汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力获得较大牵引力F一一定定P与与v成正成正比比汽车在高速路上，加大油门增汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度大输出功率，可以提高速度即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)(2011年福州高一检测年福州高一检测)关于功率，以下说法中正关于功率，以下说法中正确的是确的是()A根据根据PW/t可知，机器做功越多，其功率就可知，机器做功越多，其功率就越大越

9、大B根据根据PFv可知，汽车牵引力一定与速度成反可知，汽车牵引力一定与速度成反比比C根据根据PW/t可知，只要知道时间可知，只要知道时间t内机器所做内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率的功率D根据根据PFv可知，发动机功率一定时，交通工可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比具的牵引力与运动速度成反比(2)起动过程方框图起动过程方框图(3)这一过程的这一过程的vt图象如图图象如图131所示所示图图131(2)起动过程方框图起动过程方框图特别提醒：特别提醒：(1)PFv中的中的F仅是机车的牵引力，而仅是机车的牵引力，

10、而非机车所受合力，这一点在计算题目时极易出非机车所受合力，这一点在计算题目时极易出错错(2)以恒定的加速度起动时，匀加速的最大速度不以恒定的加速度起动时，匀加速的最大速度不是汽车所能达到的最大速度是汽车所能达到的最大速度课堂互动讲练课堂互动讲练平均功率和瞬时功率的计算平均功率和瞬时功率的计算 一台起重机从静止起匀加速地将质量一台起重机从静止起匀加速地将质量m1.0103kg的货物竖直吊起，在的货物竖直吊起，在2 s末货物的速度末货物的速度v4.0 m/s，求起重机在这，求起重机在这2 s内的平均输出功率内的平均输出功率和在和在2秒末的瞬时功率秒末的瞬时功率(g取取10 m/s2)【思路点拨思路

11、点拨】求解功率问题首先应注意求解的求解功率问题首先应注意求解的是瞬时功率还是平均功率，本题应结合牛顿运动是瞬时功率还是平均功率，本题应结合牛顿运动定律与运动学公式求出物体所受拉力定律与运动学公式求出物体所受拉力F，瞬时速度，瞬时速度v，位移，位移s等物理量，依据相应公式求解等物理量，依据相应公式求解【答案】【答案】2.4104 W4.8104 W变式训练变式训练1质量为质量为3 kg的物体，从高的物体，从高30 m处自处自由落下，问：由落下，问：(g取取10 m/s2)(1)第第2 s内重力做功的功率是多少？内重力做功的功率是多少？(2)第第2 s末重力做功的功率是多少？末重力做功的功率是多少

12、？(2)第第2 s末指时刻，应采用末指时刻，应采用PFv计算，求的是计算，求的是瞬时功率瞬时功率第第2 s末物体的速度末物体的速度 vgt2102 m/s20 m/s，第第2 s末重力做功的瞬时功率末重力做功的瞬时功率Pmgv31020 W600 W.答案：答案：(1)450 W(2)600 W机车起动问题机车起动问题 在水平路面上运动的汽车的额定功率为在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力，在水平路面上所受的阻力为为5103 N，试求：，试求：(1)汽车所能达到的最大速度；汽车所能达到的最大速度；(2)若汽车以若汽车以0.5 m

13、/s2的加速度由静止开始做匀加的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间；速运动，这一过程能维持多长时间；(3)若汽车以额定功率起动，则汽车车速若汽车以额定功率起动，则汽车车速v12 m/s时的加速度多大；时的加速度多大；(4)若汽车以若汽车以v26 m/s的速度匀速行驶，汽车的实的速度匀速行驶，汽车的实际功率多大际功率多大(4)汽车以汽车以6 m/s的速度匀速行驶时的牵引力为的速度匀速行驶时的牵引力为F2f5103 N此时汽车的实际功率为此时汽车的实际功率为PF2v251036 W3104 W30 kW.【答案答案】(1)12 m/s(2)16 s(3)5 m/s2(4)30 k

14、W【方法总结方法总结】(1)解决汽车的起动问题时，第一解决汽车的起动问题时，第一要明确属于恒功率起动还是恒加速度起动，第二要明确属于恒功率起动还是恒加速度起动，第二要明确所求解的问题属于哪个阶段，如最大速度要明确所求解的问题属于哪个阶段，如最大速度是匀加速过程的最大速度还是全程中的最大速是匀加速过程的最大速度还是全程中的最大速度度(2)注重深入细致地分析不同阶段汽车运动的性质，注重深入细致地分析不同阶段汽车运动的性质，理解物理过程并作出正确的受力分析是前提同理解物理过程并作出正确的受力分析是前提同时要把握不同过程、不同时刻的功率、牵引力、时要把握不同过程、不同时刻的功率、牵引力、速度、加速度间的相互影响、相互制约关系，充速度、加速度间的相互影响、相互制约关系，充分理解各临界状态以及临界条件，充分结合牛顿分理解