2012高中物理 1.3 功率學(xué)案5 魯科版必修2

1、1.3功率學(xué)案9【學(xué)習目標】1知道功率是表示做功快慢的物理量。2理解功率的概念，能運用功率的公式P=W /t 進行有關(guān)計算?！緦W(xué)習重點】理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。【知識要點】1.功率的含義功跟完成這些功所用時間的比值.(1)表達式：P=W/t(2)物理意義：功率是標量,表示物體做功快慢的物理量.(3)單位：瓦特W 1 kW=1000 W2.功率與力、速度的關(guān)系(1)平均功率：P=Fv注意：v是平均速度,F和v必須是在一條直線上.計算平均功率可有兩種方法：P=W/t P=Fv.(2)瞬時功率：P=Fv注意：v是瞬時速度,F和v的方向必須是在同一條直線上.若F

2、和v的方向不在同一條直線上,則要把它們分解到一條直線上(3)額定功率：機器正常工作時的最大輸出功率.實際功率:機器實際工作時的輸出功率.3.機動車輛的兩種啟動過程(1)汽車在平直公路上保持發(fā)動機功率不變,即以恒定功率啟動.由公式P=Fv和Ff=ma知,由于P恒定,隨著v的增大,F必將減小,a也必將減小,汽車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時v達到最大值vm=.可見恒定功率的加速一定不是勻加速.這種加速過程發(fā)動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算 (因為F為變力).(2)汽車在平直公路上保持加速度不變,即以恒定加速度啟動.由公式P=Fv和Ff=ma知,由于F恒定,所以

3、a恒定,汽車做勻加速運動.而隨著v的增大,P也將不斷增大,直到P達到額定功率Pm,功率不能再增大了.這時勻加速運動結(jié)束,其最大速度為vm=vm,此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運動了.可見以恒定牽引力加速時,功率一定不恒定.這種加速過程,發(fā)動機做的功只能用W=Fs計算,不能用W=Pt計算(因為P為變功率).要注意兩種加速運動過程的最大速度的區(qū)別.【典型例題】【例1】 汽車發(fā)動機的額定功率為60 kW,汽車質(zhì)量為5 t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍,g=10 m/s2.問：(1)汽車保持以額定功率從靜止啟動后能達到的最大速度是多少？(2)若汽車保持以0.5 m/s2的

4、加速度做勻加速運動,這一過程能維持多長時間？解析：汽車運動中所受的阻力大小為f=0.1mg=0.1×5×103×10 N=5×103 N(1)汽車保持以額定功率從靜止啟動時,做加速度逐漸減小的加速運動,當加速度減小到零時,速度達到最大.此時牽引力F=f,即vm=P/f=6×104/(5×103) m/s=12 m/s.(2)若汽車保持以0.5 m/s2的加速度做勻加速運動,由牛頓第二定律：Ff=ma所以F=fma=5×103 N5×103×0.5 N=7.5×103 N當功率增大到額定功率時,勻

5、加速運動結(jié)束,此時汽車的速度為v=P/F=6×104/(7.5×103) m/s=8 m/s則汽車勻加速運動的時間t=v/a=8/0.5 s=16 s.【達標訓(xùn)練】1.關(guān)于功率概念，下列說法中正確的是A力對物體做的功越多，力做功的功率越大B功率是描述物體做功快慢的物理量C從公式P=Fv可知道汽車的發(fā)動機功率一定時，牽引力與運動速度成反比D當輪船航行時，如果牽引力與阻力相等時合外力為零，此時發(fā)動機的實際功率為零2.A、B兩物體質(zhì)量分別為m和2m，A靜止于光滑水平面上，B靜止于粗糙水平面上，用相同水平力分別推A和B，使它們前進相同位移，下面說法正確的是( )A.兩次推力做功一樣

6、多B.第二次推力做功多一些C.兩次推力做功的功率一樣大D.第一次推力做功的功率小一些3.汽車以恒定功率P由靜止出發(fā)，沿平直路面行駛，最大速度為v，則下列判斷正確的是()A.汽車先做勻加速運動，最后做勻速運動B.汽車先做加速度越來越大的加速運動，最后做勻速運動C.汽車先做加速度越來越小的加速運動，最后做勻速運動D.汽車先做加速運動，再做減速運動，最后做勻速運動4.物體所受到的合外力為一恒力，由靜止開始運動，該力的作用時間越長，則()A.物體的瞬時速度越大B.物體的瞬時加速度越大C.在單位時間內(nèi)對物體所做的功越多D.該力的瞬時功率越大5.質(zhì)量為5kg的小車在光滑的水平面上做勻加速直線運動.若它在2

7、s內(nèi)從靜止開始速度增加到4ms，則在這一段時間里外力對小車做功的平均功率是()A.40WB.20WC.10WD.5W6.質(zhì)量為m的汽車,啟動后沿平直路面行駛,如果發(fā)動機的功率恒為P,且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定,汽車速度能夠達到的最大值為v,那么當汽車的車速為v/4時,汽車的瞬時加速度的大小為A.P/(mv)B.2P/(mv)C.3P/(mv)D.4P/(mv)7.汽船航行時所受水的阻力與它的速度的平方成正比,如果汽船以速度v水平勻速航行時,發(fā)動機的功率為P,則當汽船以速度2v水平勻速航行時,發(fā)動機的功率為A.P/2B.2PC.4PD.8P 8.質(zhì)量為0.5 kg的物體從高處自由落下,在下落的頭2 s內(nèi)重力對物體做的功