2023學(xué)年完整公開課版功率

第三節(jié)功率思考與討論 起重機(jī)甲在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了10m。另一臺(tái)起重機(jī)乙在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了5m。1、這兩個(gè)起重機(jī)對(duì)貨物做功的有什么關(guān)系？甲大于乙2、這兩個(gè)起重機(jī)哪一個(gè)做功的快？甲比乙快3、你是怎么比較它們做功快慢的？時(shí)間相同，做的功越多，做功越快FM乙起重機(jī)在30秒內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度FM思考與討論甲起重機(jī)在60秒內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度1、這兩個(gè)起重機(jī)對(duì)貨物做的功有什么關(guān)系？相同2、這兩個(gè)起重機(jī)哪一個(gè)做功的快？乙比甲快3、你又是怎么比較它們做功快慢的？做功相同，時(shí)間越短，做功越快兩球同時(shí)從不同高度做自由落體運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若m1=，m2=1g，h1=20m，h2=5m，則重力對(duì)兩球做的功分別為多少g=10m/s2h1h2兩球完成做功過程所需的時(shí)間又分別為多少？如何來比較做功的快慢思考與討論m1m21、功率的物理意義：是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。也表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。3、公式：比值定義法4、功率是標(biāo)量。其大小由做功物體本身的因素決定。5、功率的單位：瓦特（W）常用單位：W一、功率的概念2、定義：功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值想一想：人力直接做功能否像起重機(jī)做功那樣快？汽車做功能否像飛機(jī)做功那樣快？人如果做功過快，會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？奧運(yùn)長跑運(yùn)動(dòng)員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢？為什么？人做功過快，會(huì)引起疲勞、甚至受傷、生病等，汽車超負(fù)荷工作會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀。這種現(xiàn)象說明了什么呢？二、額定功率和實(shí)際功率1、額定功率：是指機(jī)器在額定轉(zhuǎn)速下可以長時(shí)間工作的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。2、實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。3、機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長時(shí)間超過額定功率。例題：的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2①第1s內(nèi)下落的位移是多少？②這1s內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？③第2s內(nèi)物體下落的位移是多少？④第2s內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？⑤前1s和后1s重力對(duì)物體做功的功率各是多大？⑥這2s時(shí)間內(nèi)重力對(duì)物體做功的功率是多大？h1=5mw1=50Jh2=15mw2=150JP1=50WP2=150WP3=100W反思：通過以上的計(jì)算，說明了什么問題？說明：即使是同一個(gè)力做功，做功的功率也可能是變化的，在一段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的功率，實(shí)際上是這段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率。平均功率：描述一段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢瞬時(shí)功率：表示在某一時(shí)刻做功的快慢P＝tW當(dāng)t很短很短時(shí)，此式表示瞬時(shí)功率當(dāng)t表示一段時(shí)間時(shí)，此式表示平均功率三、平均功率和瞬時(shí)功率汽車以額定功率在平直公路行駛時(shí)，若前方遇到了一段較陡的上坡路段，汽車司機(jī)要做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？觀察與思考反思：這說明了什么問題？若一個(gè)物體在水平恒力F的作用下，以速度v勻速直線運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間t，則這段時(shí)間t內(nèi)恒力F做功的功率與速度的關(guān)系。思考與推理拓展：若物體在水平恒力F作用下作變速運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間t，則恒力F在時(shí)間t內(nèi)做功的功率又如何呢？若力F與水平成θ角呢？四、功率與速度的關(guān)系W＝FscosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFscosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tS四、功率與速度的關(guān)系功率與速度的關(guān)系P＝Fvcosα若v表示瞬時(shí)速度，則P表示瞬時(shí)功率若v表示平均速度，則P表示平均功率對(duì)于公式P=Fv1、當(dāng)P一定時(shí)，F(xiàn)和v有什么關(guān)系？2、當(dāng)F一定時(shí)，P和v有什么關(guān)系？3、當(dāng)v一定時(shí)，F(xiàn)和P有什么關(guān)系？當(dāng)F與v同方向時(shí)（α＝0），P＝Fv反比正比正比解：例題由P=Fv得勻速行使時(shí),汽車的牽引力F=F阻=1800N某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60W,在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力是1800N,求發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下汽車勻速行使的速度在同樣的阻力下,如果行駛速度只有54m/h,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是多少FPv=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv’=54m/h=15m/s以較低的速度行使時(shí),實(shí)際功率P’=Fv’=1800×15W=27W注意：汽車的功率就是汽車牽引力的功率2、定義式：小結(jié)P＝tW1、物理意義：表示做功快慢的物理量3、計(jì)算式：P=Fvcosα該式一般用于求平均功率4、單位：在國際單位制中瓦特W該式用于求瞬時(shí)功率、平均功率1、關(guān)于功率以下說法中正確的是（）A、據(jù)P=W/t可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大B、據(jù)P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比C、據(jù)P=W/t可知，只要知道時(shí)間t內(nèi)機(jī)器所做的功，就可以求得這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率D、根據(jù)P=Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，交通工具的牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比。D練習(xí)題2、某人用同一水平恒力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)s距離，第二次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)s距離，若先后兩次拉力做的功為W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，則AW1=W2，P1=P2BW1=W2，P1＞P2CW1＞W(wǎng)2，P1＞P2DW1＞W(wǎng)2，P1=P2BF3、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，則物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為A400WB300WC500WD700WB4、質(zhì)量相同的A、B兩球，分別從同一高度以不同的初速度水平拋出，A球的初速度大于B球的初速度，不計(jì)空氣阻力，則從拋出到落地過程中有（）球做功的平均功率小些、B兩球做功的平均功率相同球的重力瞬時(shí)功率較大、B兩球的重力瞬時(shí)功率相等BD注意：必須弄清是何種類型的功率，正確選擇公式。5、質(zhì)量ｍ＝3g的物體，在水平力F＝6Ｎ的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間ｔ＝3s，求：（1）力F在ｔ＝3s內(nèi)對(duì)物體所做的功。（2）力F在ｔ＝3s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率。（3）在3s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。下面請(qǐng)同學(xué)們打開課本，問題與練習(xí)，第4題。類型1：汽車以恒定功率P啟動(dòng)專題：汽車啟動(dòng)問題P＝Fv發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力汽車的瞬時(shí)速度當(dāng)F=F阻時(shí)，a＝0，v達(dá)到最大保持vm勻速vF＝vPa＝mF－F阻↑→↓↑→→↓↓vm＝F阻P加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)vm汽車以恒定功率啟動(dòng)的v－t圖專題：汽車啟動(dòng)問題先做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。vm＝F阻Pvt0類型2：汽車以恒定加速度a啟動(dòng)當(dāng)F=F阻時(shí)，a＝0，v達(dá)到最大保持vm勻速F＝vP額a＝mF－F阻↑→↓v↑↓→→↓vm＝F阻P額加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)a＝mF－F阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑→當(dāng)P=P額時(shí)，保持P額繼續(xù)加速勻加速直線運(yùn)動(dòng)專題：汽車啟動(dòng)問題汽車以恒定加速度啟動(dòng)的v－t圖先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。vt0vm＝F阻P額vm專題：汽車啟動(dòng)問題練習(xí):汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60W，汽車質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的01倍，g取10ｍ/s2，問：①汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少②2的加速度從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間

①12m/s②16s的物