2022年高一物理教案功率鲁科版必修.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第三节 功率新课标要求学问与技能过程与方法情感、态度和价值观1、懂得功率的定义及额定1、PW通常指平均功率,t0为感知功率在生活中功率与实际功率的定义；的实际应用,提高t2、PW,PFv的运瞬时功率,分析汽车的启动,留意学问学习物理科学的价Fvt2、P值观；用的迁移教材分析与方法教学重点教学难点教学方法教学用具懂得功率的概念,正确区分平均功率和瞬时功率老师启示、引导,投影仪、投影并敏捷应用功率的所表示的物理意义, 并能够利用同学自主阅读、思片、录相资料、运算公式运算平均相关公式运算平均功率和瞬时考,争论、沟通学CAI课件；功率和瞬时功率；功率；习成果；复习与预习老师活动 同学活动1、做功的条件是什么？2、运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？学问探究过程一、功率1、做功快慢的比较摸索 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；摸索 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 0.4t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：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （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打算；依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供应了一种求功的方法：W=Pt；例 1、自动扶梯以恒定速率运输乘客上同一层楼,某人第一次站在扶梯上不动,其次次沿扶梯匀速向上走,设两次运输乘客所做的功分别为W1 和 W2,牵引力的功率分别为P1 和 P2,就有（）A. W 1=W2,P1P2B. W1=W2,P1P2C. W 1W2, P1=P2D. W1W2, 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,即依据PW运算出的功率是物体在时间t 内的平均功率；t（2）平均功率只能地描述做功的快慢,其数值与详细的有关；（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,讲平均功率必需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,讲瞬时功率必需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.机器不肯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；实际功率假如大于 额定功率简单将机器损坏；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头下滑,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/s 2 解析：3、应用名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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？依据公式 P=Fv：当功率 P 肯定时, 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,较大的牵引力；司机用换档的方法减小速度来得到当速度 v 肯定时, 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,如要保持速率不变,必需加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力；当力 F 肯定时,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；才能创新思维一、关于功率的运算例 1质量 m=3 kg 的物体,在水平力 动时间 t=3 s,求：F=6的作用下,在光滑水平面上从静止开头运动,运（1）力 F 在 t=3 s 内对物体所做的功；（2）力 F 在 t=3 s 内对物体所做功的平均功率；（3）在 3 s 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Ff 不变,由于牵引力汽车以恒定功率起动后,如运动过程中所受阻力FP,v依据牛顿其次定律可得FFf=ma,故汽车的加速度a1FFf；mv可见,随着汽车速度的增大,加速度减小,当加速度值vmP,Ff以后汽车将做匀速直线运动；a=0 时,汽车的速度达到最大名师归纳总结 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；第 3 页,共 10 页汽车以恒定的加速度起动PFfma汽车以恒定的加速度起动后,开头加速度不变,汽车做匀加速运动,由v得P=ma+Ffv；当其速度增大至肯定值v1 时,功率达到额定功率Pe,此时有- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - P eFfm a,v以后速度再增大, 由于汽车的功率以达额定功率而不变,直至 a=0,汽车的速度达最大值,以后汽车做匀速运动；所以牵引力减小, 加速度随之减小,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 0.1 倍, g 取 10/s 2,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 . 如汽车保持 0.5/s 2 的加速度做匀加速运动,这一过程能维护多长时间 . 解析：例 3、汽车的质量为 m=6.0 × 10 3kg,额定功率为力的 0.05 倍, g 取 10m/s 2,问：Pe=90kW,沿水平道路行驶时,阻力恒为重（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a=0.5m/s2,汽车匀加速运动可维护多长时间？（3）汽车做匀加速运动的最大速度有多大？解析名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 才能提升训练课堂练习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W 、1P 和W 、P ,就二者的关系是（）AW 1W 2、P 1P 2 BW 1W 2、P 1P 2CW 1W 2、P 1P 2 DW 1W 2、P 1P 22如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为 2kg的物体在 F作用下由静止开头向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,2由此可知（）（g 取 10 m / s）2A物体加速度大小为 2 m / sBF 的大小为 21N C4s 末 F 的功率大小为 42W D4s 内 F 做功的平均功率为 42W 3设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比,如飞机以速度v 匀速飞行,其发动机功率为 P,就飞机以 2v 匀速飞行时,其发动机的功率为（）A2P B4P C8P D无法确定4关于功率概念,以下说法中正确选项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 P=Fv可知道汽车的发动机功率肯定时牵引力与运动速度成反比D当轮船航行时,假如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如下列图, 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；其次次,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,这种情形下人的拉力做功为 W2,功率为 P2,就AP1=P2W1=W2BP1 P2W 1=W2CP1=P2W1 W2DP1 P2W1 W26从距地面相同高度处,水平抛出两个质量相同的球 的初速为 2V0,就两球运动到落地的过程中A和B,抛出 A球的初速为 V0,抛出 B球A重力的平均功率相同,落地时重力的即时功率相同名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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汽车在平直大路上行驶,它受到的阻力大小不变,如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的变化情形是AF逐步减小, a也逐步减小 BF逐步增大, a逐步减小 CF逐步减小, a逐步增大 DF逐步增大, a也逐步增大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 高的水塔就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如下列图 ,用大小为 F= 400N 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 _× 10 4J,拉力做功的平均功率是 _W；（取三位有效数字）10质量为 0.5kg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；_W；第 3s末重力做功的即时功率为名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11质量 m=3 kg 的物体,在水平力 动时间 t=3 s,求：F=6的作用下,在光滑水平面上从静止开头运动,运（1）力 F在 t=3 s内对物体所做的功；（2）力 F在 t=3 s内对物体所做功的平均功率；（3）在 3 s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 0.1 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 . 如汽车保持 0.5/s 2 的加速度做匀加速运动,这一过程能维护多长时间. 13质量为 m、额定功率为P 的汽车在平直大路上行驶；如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（v2<v1）行驶时,它的加速度是多少？名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案：1解析：由于力相同,物体发生的位移也相同,故两种情形做功相同；由于其次种情形水平面光滑,产生的加速度大,发生同样的位移所用时间少,故其次种情形的功率大；选项 B正确；答案： B 2解析：有图像可知物体的加速度为0.5m/s2,选项 A 错误；有牛顿其次定律可算出F 的 42W,大小为 10.5N,选项 B错误；依据瞬时功率的求解方法P=Fv,得出 4s 末 F 的功率大小为选项 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pkv2v3 kv, 机以 2v 匀速飞行时,就功率将变为原先的 8 倍,选项 C正确；答案： C4解析：功率描述的是力做功的快慢,应选项 功的功率,选项 C正确,选项 D错误；答案： BC A错误,选项 B正确；汽车的功率指的是牵引力做5解析：人的拉力和拉绳子的速度均无变化,故交做功的功率不变,其次种情形猴子也做功了,故交做功少了；选项 C正确；答案： C 6解析：两物体都作平抛运动,在竖直方向运动情形是相同的,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： A 7解析：由于汽车的功率保持不变,依据公式P=Fv可得随着速度的增大,牵引力逐步减小,有牛顿其次定律可知加速度也逐步减小,选项 A正确；答案： A 8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： B 9答案： 1.73 173 10答案： 81 27 54 11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,根据牛顿其次定律,可求出加速度 a= F m=2 m/s 2,就：物体在 3 s 末的速度 v=at =6/s 物体在 3 s 内的位移 s= 1 at 2=9 m 2（1）力 F做的功 W=Fs=6× 9 J=54 J 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）力 F在 3 s内的平均功率P=W t =18 W（或PFvF02v66W=18 W ）2（3）3 s 末力 F 的瞬时功率P=Fv=6× 6 W=36 W 12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=Fv=fvm vmPP 额12m/s 设汽车做匀加fF汽车做匀加速运动所能维护的时间应当从开头到汽车达到额定功率的时候,速运动时的牵引力为F 牵,阻力为 f,据牛顿其次定律,有F牵=fma=0.1mgma=7500 当汽车的功率增大到额定功率时,汽车做匀加速过程终止,设这时汽车的速度为 vm,据功 率公式 P=Fv 得：vmP 额8 m/s t0,就：F设汽车能维护匀加速运动的时间为vm =at 0得： t0=vm / a=16s fP,以速率 v2运13解析：速度最大时,牵引力最小,在量值上等于阻力；所以v1动时,由牛顿其次定律有：F-f=ma其中fP,FP1vv2得aP11P v 1v 2mv 1v 2mv 1 v 2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 F=mg=2.7 × 10 4× 10N=2.7 × 10 5N；由 P=Fv,可得提升货物的速度vP10103m/s 3.7 × 10- 2m/s；F2.71052. 这台抽水机的输出功率为名师归纳总结 PWmgh301010W=3× 10 3W；v 不变；从vP第 9 页,共 10 页tt1它半小时能做功W=Pt=3× 10 3× 1 800J=5.46J；× 103. 此人推导的前提不明确；从P=Fv推出, F 增大就 P 增大的前提是F- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 推出, P 增大就 v 增大的前提是F 不变；从FP推出, v 增大就 F减小的前提是P不变；P 肯定,v对此类问题的分析,应留意联系实际；有时机械是以肯定功率运行的,这时就 F 与 v 成反比；有时机械是以恒定牵引力工作的,这时 P 与 v 成正比；4.（1）汽车的加速度减小,速度增大；由于,此时开头发动机在额定功率下运行,由P=Fv,P 肯定, v 增大就 F 减小,而aFFf,所以加速度减小；P,此为汽车在额定m（2）当加速度减小到0 时,汽车做匀速运动,F=Ff ,所以vPFFf功率 P 下行驶的最大速度；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页