高中物理人教版 (新课标)必修23.功率学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.功率学案，共5页。学案主要包含了自主学习等内容，欢迎下载使用。

一．功率：
学生阅读课文相关内容，并解答思考题.
1.功率是表示
2.功率.：
3.功的定义式是
4.功率的国际单位：
常用单位：
换算关系：

5 . 关于定义式的说明
①它是普遍适用的,不论恒力做功和变力做功
②它表示时间t内的平均功率,只有当物体匀速运动时才等于瞬时功率
③应注意P、W、t 的同一性
④因为功有正负之分,故功率也有正负之分
二、额定功率和实际功率
1、额定功率（P额）： 发动机在正常条件下可以长时间工作的最大功率。
2、实际功率（P实）：发动机在实际工作时的功率。
问题与思考：汽车功率与速度之间存在一定关系吗？
当作用力方向和位移方向相同时，
结论：当力F和位移方向相同时，力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.
拓展：
当力F和位移s之间有一夹角α时，如何表示功率？
推理得到：P=Fvcsα
【小结】通过上述分析，功率有两个求解公式：
1.定义式：P=;2.推广式：P=Fvcsα 关于定义式：P=
关于推广式P=Fvcsα
a.如果求平均功率时，式中v要用平均速度；求瞬时功率时，式中的v要用瞬时速率，必须注意F、α与P的同时性.
b.当F为合外力时，P为合外力做功的功率；当F为某一外力时，P为该力做功的功率.
c.在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度.
三、功率的应用和计算
关于公式P=Fv
①当功率P一定时，牵引力F和v之间有什么关系？
②当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？
③当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？
讨论：
1.汽车上坡的时候，司机常用换档的方法来减小速度，为什么？
2.汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？
3.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？
【例题】质量为3kg的物体，从高30m处自由下落，问：
1.第2s内重力做功的功率是多少? 2.第2s末重力做功的功率是多少?
四、当堂训练
1．质量为m的木块放在光滑水平面上，在水平力F作用下从静止开始运动，则开始运动t s时F的功率是（ ）
A. B.
C. D.
2．一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼，乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对于扶梯的速度v2匀速上走，两次扶梯牵引力做的功分别为W1和W2，牵引力的功率分别为P1和P2，则（ ）
A.W1＜W2,P1＜P2B.W1＜W2;P1=P2
C.W1=W2;P1＜P2D.W1＞W2,P1=P2
3．一物体从静止开始自由下落，在第1s和第3s末，重力对物体做功的瞬时功率之比为( )。
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
4、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面滑至底端时的速度大小为v，此时重力的瞬时功率为( )
A．mgV B．mgvsinθ C．mgvcsθ D．0
5．汽车发动机的额定功率为60 kW，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 m／s2，问：
（1）汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?
（2）若汽车保持以0.5 m／s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?
课后巩固
一、选择题
1.关于功率以下说法中正确的是（ ）
A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C．据P=W/t可知，只要知道时间t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率
D．根据P=Fv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
2、质量为5kg的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在2s内从静止开始速度增加到4m／s，则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是( )
A.40W B.20W C.10W D.5W
3. 质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，在运动时间为t的过程中合外力对它做功的功率为（ ）
A. ma2t B. ma2t C. D.
4．在同一高度，把三个质量相同的球A，B，C分别以相等的速率竖直上抛，竖直下抛和平抛，它们都落到同一水平地面上，则三个球在运动过程中，重力对它们做的功分别为WA，WB，WC，重力的平均功率分别为PA，PB，PC，则它们的大小关系为（ ）
A.WA＞WB=WC，PA＞PB=PC B．WA=WB=WC，PA=PB=PC
C．WA=WB=WC，PB＞PC＞PA D．WA＞WB＞WC，PA＞PB＞PC
5．一个质量为m的物体，在几个与水平面平行的力作用下处于静止状态，某时刻将其中一个力F增大到4F而其他力不变，经过t秒时，该力的瞬时功率是( )
A．12 F2t／m B．9F2t／m C．6F2t／m D．4 F2t／m
6.一个小孩站在船头，如图所示，两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t（船不碰撞），小孩所做的功W1、W2及在时间t内小孩拉绳功率P1、P2的关系为（ ）
A．W1＞W2，P1=P2
B．W1=W2，P1=P2
C．W1＜W2，P1＜P2
D．W1＜W2，P1=P2
7. 质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）
A. P/mvB. 2P/mvC. 3P/mvD. 4P/mv
8.一辆汽车以速率v1沿一略倾斜的坡路向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此坡路向下行驶的速率为v2，若汽车以同样的功率在水平路面匀速行驶时，假设汽车所受的摩擦阻力不变，其车速是( )。
A． B． (vl+v2)／2 C．2v1v2/(vl+v2) D．v1v2／(vl+v2)
9. 一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上，用大小为F方向与水平成角的恒力作用在该木块上，经过时间t，力F的瞬时功率为（ ）
A. F2cs2t／m B. F2cs2t／2m
C. F2t／m D. F2cst／m
二、计算题
1、汽车质量为2.0 ×103kg, 发动机额定功率24kW ,当它在水平公路上匀速行驶使能达到的最大速度是15m/s。（设行驶过程中阻力不变），求：
（1）当汽车在额定功率下行驶，汽车速度为10m/s时汽车的牵引力和加速度；
（2）当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动的输出功率；
（3）若要使汽车能以20m/s的速率在公路上行驶，我们必须选用功率起码为多少kw的发动机？
2、 额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20m/s。汽车的质量是2t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小是2m/s2，运动过程中阻力不变。求：
(1) 汽车受到的阻力有多大？
(2) 3s末汽车的瞬时功率有多大？
(3) 汽车维持匀加速运动的时间是多少？