2021学年3.功率学案

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必修二第七章第三节 《功率》学案
学习目标:
理解功率的的概念。
理解功率的公式P=w／t，并能运用其进行有关的计算。
正确理解公式P=Fv的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。
能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。
学习过程:
探究1 （ 功率P）：如何比较两个物体做功的快慢？（参照课本55页例子）你还有其他的方法吗？ 试写出功率的定义式，单位。
探究2（功率的力和速度表达式）
1．表达式推导：
2．式中F是对物体做功的力，v是物体的运动速度，θ是F和速度v之间的夹角。
3．在F和v同向时θ=0，表达式为：
探究3 （ 力的平均功率和瞬时功率）
1．平均功率
①描述力在一段时间内做功的快慢。
②计算公式：
③平均功率对应于一段时间或一个过程，并且同一物体在不同时间段内的平均功率一般不相同，因此说平均功率时一定要说明是哪一段时间内的平均功率。
2．瞬时功率
①力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。
②计算公式：
探究4 （额定功率和实际功率）
1．额定功率：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。
2．实际功率：指机器工作时实际输出的功率。
动力机器不一定在额定功率下工作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的)。
探究5：（机车起动的两种理想模式）
以恒定的功率P起动(从静止开始运动)和行驶。
机车以恒定加速度起动直到以额定功率P额行驶。
试分别画出它们的v-t图像。
反思总结：比较平均功率和瞬时功率
当堂检测
1 、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
2 、设河水的阻力与船的速度成正比，当船的速度加倍时，轮船发动机的功率是原来的( )。
A．2倍 B．4倍 C．倍 D．2倍
3．某汽车的额定功率为p，在很长的水平直路上从静止开始行驶，则下列说法正确的是( )
A．汽车在很长时间内都可以维持足够大的加速度而作匀加速直线运动。
B．汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动。
C．任何一段时间内汽车都不可能做匀加速运动。
D．若汽车开始做匀加速运动，则汽车刚达到额定功率P时，速度亦达到最大值。
4．关于功率的以下说法中正确的是（ ）
A．根据p=w/t可知，机械做功越多，其功率越大。
B．根据p=Fv可知，汽车的牵引力一定与速率成反比。
C．根据p=w/t可知，只要知道ts内机械所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率。
D．由p=Fv可知，当发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。
5.一辆汽车以速率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)
6．一架自动扶梯以恒定的速率Vl运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯不动，第二次相对于扶梯的速率v2匀速上走，两次扶梯运客所做的功分别是W1和W2；牵引力功率分别是P1和P2，则（ ）
A．W1＜W2，P1＜P2 B．W1＜W2，P1＝P2 C．W1＝W2，P1＜P2 D．W1＞W2，P1＝P2
课后练习与提高
1．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（ ）
WA＞WB=WC，PA＞PB=PC B．WA=WB=WC，PA=PB=PC
C．WA=WB=WC，PA＞PB＞PC D．WA＞WB＞WC，PA＞PB＞PC
2．物体在水平恒力F作用下，由静止起沿水平面由A点运动了Sm到达B点，则当（ ）
A．水平面光滑时，力F对物体做功的平均功率较大。
B．水平面不光滑时，力F对物体做功的平均功率较大。
C．水平面光滑时，力F在B点的即时功率较大。
D．水平面不光滑时，力F在B点的即时功率较大。
3．一个质量为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
4．货轮拖曳驳船所需的力与其速率成正比，当拖曳速率为lOkm／h，所需功率为20kW，则速度减为5km／h时所需功率为（ ）
A．5KW B．lOkW C．20kW D．40kW
5.质量为m=2000kg的汽车，发动机功率P=30kW，在水平路面上能以v=15m／s的最大速率匀速前进。若保持功率不变，当速率减至v′=10m／s时汽车的加速度大小为多少?
6．汽车质量为5t，额定功率为30kW。
(1)若汽车在水平路上行驶时所受阻力为2000N，则最大车速为多少?
(2)如阻力不变，汽车在水平路上用lOm／s的速度行驶，实际功率多大?
（3）如阻力不变，汽车能否以lOm／s的速度在倾角为10°的斜坡上向上匀速行驶?已知sin10°=0.17。