高中物理第四章機(jī)械能及其守恒定律第二節(jié)功率學(xué)案粵教版必修2

--PAGE1-第二節(jié)功率學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解功率的導(dǎo)出公式的物理意義，并能利用導(dǎo)出公式解釋有關(guān)現(xiàn)象，分析解決簡單的機(jī)車啟動問題.（重點、難點）瞬時功率、額定功率、實際功率的區(qū)別與聯(lián)系（重點）

STSE情境導(dǎo)學(xué)汽車爬坡時，使用低速擋提高牽引力汽車手動變速桿描述不同物體做功的快慢.2.功率的定義.

知識點一做功快慢的描述WP＝t.

物理學(xué)上把力對物體所做的功W與做功所用時間t之比，稱為功率，用符號P表示，即3.功率的單位.W.1s1J1W1W＝1J/s在工程技術(shù)中，功率的單位常用千瓦表示，1kW＝10004..5.額定功率與實際功率.動力機(jī)械常常具有額定功率，是機(jī)械長時間工作的最大允許功率，實際輸出功率一般小于這個數(shù)值.知識點二功率與力、速度1.v方向相同PW功率定義式：

＝t―→P＝FvF位移：s＝vtP一定時，牽引力F與速度v成當(dāng)物體做變速運(yùn)動時，若v表示在時間t內(nèi)的平均速度，則P功率；若v表示某一時刻的瞬時速度，則功率P知識點三生產(chǎn)和生活中常見機(jī)械的功率小試身手

名稱電動摩托車公交車高鐵大型軋鋼機(jī)國產(chǎn)小轎車普通火車萬噸級遠(yuǎn)洋輪船發(fā)動機(jī)噴氣式客機(jī)

功率P/W800（8.0～15.0）×104（4.8～11.0）×1063.7×107（5.0～18.0）×1047.4×1062.0×1081.（多選）關(guān)于功率，下列說法中不正確的是（ A.做功的時間越長，功率一定越小B.做功越多，功率一定越大C.功率是表示力做功多少的物理量D.功率是表示力做功快慢的物理量W解析：根據(jù)P＝t可知，功率與做功的多少、時間都有關(guān)系，A、B錯誤；功率是表示力做功快慢的物理量，C錯誤，D正確.答案：ABC關(guān)于功率，下列說法正確的是（ ）W可知，只要知道Wt的值就可以計算出任意時刻的功率可知，功率P一定與速度v成正比可知，力F一定與速度v成反比當(dāng)功率P一定時，力F一定與速度v成反比W所計算的應(yīng)是t涉及三個物理量之間答案：D學(xué)習(xí)小結(jié)平均功率、瞬時功率探究一功率的計算W公式項目適用條件

W平均功率；當(dāng)時間

P＝FvF與v同向的情況，一般用來求瞬時功率；當(dāng)v所求功率為平均功率W聯(lián)系公式

（1）公式是的推論；（2）功率P的大小與t無關(guān)定值定值各量間的關(guān)系應(yīng)用P一定Fv成反比汽車上坡時，要增大牽引力，應(yīng)換低速擋減小速度v一定FP成正比汽車上坡時，要使速度不變，應(yīng)加大油門，增大輸出功率，獲得較大牽引力】如圖，質(zhì)量為】如圖，質(zhì)量為m、傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止滑下，經(jīng)歷一段時間到達(dá)斜面底端，則下列說法正確的是（）A.所經(jīng)歷的時間為2hgF一定vP成正比汽車在高速路上，加大油門增大輸出功率，可以提高速度（1）2ghmg2hg此過程重力的平均功率為 2底端時重力的瞬時功率為mgθ解析：由牛頓第二定律可知，物體下滑的加速度為aθg ＝ m ＝sinh 1 1又有 解得

2hgAsin 2 sinBW由公式P＝t可知，此過程重力的平均功率為mghP＝1

＝mgsinθ2h

gh2，故Csinθ g由公式θ可得，底端時重力的瞬時功率為，故D求解功率問題的思路PWPv若求平均功率，還需明確是哪段時間內(nèi)的平均功率，應(yīng)用公式或＝ 進(jìn)行求解.，應(yīng)用公式求解.如果v1.“雙搖跳繩”是指每次在雙腳跳起后，繩連續(xù)繞身體兩周的跳繩方法.在比賽1.“雙搖跳繩”是指每次在雙腳跳起后，繩連續(xù)繞身體兩周的跳繩方法.在比賽1min24025A.15W B.60W C.120W D.300W50，每次跳躍的時間t＝

s＝0.5s，騰空時間t3 1

1 240 225 ＝×0.5s＝0.3s，騰空高度h＝g25

＝0.1125m，上升過程中克服重力做功W＝mghPW56.25＝50×10×0.1125J＝56.25J故C正確.答案：C

＝t1

0.5

W＝112.5W120W，2.質(zhì)量為2kg的物體以10m/s的初速度水平拋出，經(jīng)過2s落.g取10m/s2.關(guān)于力做功的功率，下列說法正確的是（ ）A.400WB.100WC.400D.2001物體2s下落的高度為＝g220，落地的豎直分速度為v＝g＝20m/，2 yPmgh則下落過程中重力的平均功率是＝t＝200W，A、B錯誤；落到地面前的瞬間重力的瞬時功率為＝400Dy答案：C探究二機(jī)車啟動的兩種方式所以機(jī)車達(dá)到最大速度時＝fvv-t關(guān)系如圖甲所m mP示，其中v＝m fP.這一啟動過程的v-t關(guān)系如圖乙所示，其中v＝額.m f特別說明（1）并未達(dá)到整個過程的最大速度vm在中因為P為機(jī)車牽引力的功率，所以對應(yīng)的FPP只有最終勻速運(yùn)動時＝m＝m.m Ff240kW，2000kg駛時受到的阻力為車重的0.1倍g取10m/，求：汽車在路面上能達(dá)到的最大速度；若汽車以額定功率啟動，當(dāng)汽車速度為10m/s1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，汽車做勻加速直線運(yùn)動的最大速度和時間.（1）汽車達(dá)到最大速度時，牽引力與阻力平衡，由此可得Fv＝Fv，所以v

P P＝＝

40×103

m/s＝20m/s.

max

阻maxmax F阻

kmg0.1×2000×10v FP

N＝4000N，

＝10m/s

＝v＝10根據(jù)牛頓第二定律得阻F－f4000－2000解得m

2000

m/s2＝1m/s2.F－FF＝2000000×1N＝4000阻 1 1P v10運(yùn)動的末速度v＝＝10m/s，則勻加速直線運(yùn)動的時間1＝ s＝10s.1 F a 11答案（120m/s（1m/s2 310m/s10s機(jī)車啟動問題中幾個物理量的求法：機(jī)車的最大速度vm

的求法：機(jī)車達(dá)到勻速前進(jìn)時速度最大，此時牽引力F等于阻力FPP，故v＝＝.阻 m FF阻從靜止開始勻加速啟動持續(xù)時間的求法：牽引力，勻加速的最后速度阻 m＝P ＝額ma＋F

，時間t＝

am.阻P 瞬時加速度求法：根據(jù)求出牽引力，則加速度m.質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動機(jī)額定功率為當(dāng)它開上一個傾角為θ的斜坡時，受到阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為（ ）P θA.mgsinθB.mg（k＋sinθ）θ PC. mg

D.mg（k＋sinθ）解析：當(dāng)牽引力等于阻力時，汽車達(dá)到最大速度；汽車勻速運(yùn)動時，受力平衡.由于汽車是沿傾斜的路面向上行駛的，對汽車受力分析可知，汽車的牽引力P P）＋msin＝m（＋sin，由功率＝F，所以上坡時的速度m（＋sinθ，）AB、CD答案：D起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度，其速度圖像如圖甲所示，則鋼索拉的功率隨時間變化的圖像可能是圖乙中的（ ）解析：在0～t1

時間內(nèi)，重物向上做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度大小為a，根據(jù)牛頓第1二定律得，解得；拉力的功率P）a、a均一定，