4.7 功率 学案（粤教版必修2）

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com §4.7 功率 【学习目标】 一、知识与技能： 1、知道功率是表示做功快慢的物理量。 2、理解功率的概念，能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。 3、正确理解公式P=FVcosα的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率。 二、过程与方法： 1、学会求解各种不同的功率。 2、会运用功率不同的表达式分析和解决动力机械问题。 三、情感态度与价值观：[来源:21世纪教育网] 1、养成具体问题具体分析和严谨的思维习惯。 2、提高理论联系实际，分析解决问题的能力。 【学习重点】 1、理解功率的概念是本节的重点。 2、瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。 3、机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。[来源:21世纪教育网] 【知识要点】 1、功率是描述做功快慢的物理量，它在数值上等于单位时间内完成的功。 2、平均功率：功与完成这些功所用时间的比值，即： ② 3、瞬时功率： ③ 上式中V是物体的瞬时速度大小，θ是力F和V的夹角。 如果F和V同方向，则： ④ 4、功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特（W）： 1瓦特＝ 1焦耳/秒 、千瓦（KW），马力也是功率常用的单位：1千瓦＝1000瓦特。1马力＝735瓦特。 例题：做自由落体运动的物体下落t秒时的瞬时功率为P＝mg·v＝mg·gt＝mg2t，而t秒内重力做功的平均功率为： 5、额定功率和实际功率： 机械(如发动机)在正常工作时的最大功率叫额定功率。 机械在实际工作时的功率即实际功率，它应小于或等于额定功率。 注意：各种动力装置（如汽车、轮船等）的功率是指牵引力做功的功率，而不是合外力做功的功率。 额定功率与动力、速率的关系： （1) 由p＝F V可知：发动机的功率一定时，动力F与速度V成反比。故汽车在Pe下行驶时，要增大牵引力(如上坡)，则要减小行驶速度。 　(2) 当牵引力一定时，水平匀速行驶的汽车要增大行驶速度，就要增大发动机的输出功率(加大油门)，当增大到P＝Pe时，V＝Vmax 即： 　　　　　　　　　 Pe＝f Vmax　(因此时为匀速，所以 F－f＝0，) 　假定V还要增加，∵ Pe一定，且Pe＝FV　，∴ F只能减小，这时有F－f＜0 ，导致a＜0，反而使V减小，故V是不可能再能增加的 ，所以，当P＝Pe 时，F＝f 且V＝Vmax 加速度：　 汽车作加速度越来越小的加速直线运动，当a＝0时，汽车作匀速直线运动，此时 　　　　 (3) 汽车启动时，功率P由0增加到Pe，此过程下，F、V都可能增大。汽车也有可能做匀加速运动。 例题：一载重汽车，车货共重10吨，额定功率为100马力，在平直公路上行驶时，所受最大阻力为车重的0．05倍，则该车所能达到的最大速度将为15米／秒＝54千米／小时 【典型例题】 例：汽车发动机的额定牵引功率为60KW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是汽车的0.1倍，试问：①汽车保持以额定功率从静止起动后，能达到的最大速度是多少？②若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 解析：①汽车受力分析，当a=0，即F=f时，v达最大值Vm ,机车以恒定的功率起动：P一定，v变大，F变小，a变小，当a=0时，v不变，机车匀速运动，这时F= f阻，而vm=P额/ f阻为机车行驶的最大速度。速度v↑F= ↓a= 0保持Vm匀速 ∴汽车达到最大速度时a= 0 此时 F=f=μmg ，而 P=FVm ∴Vm=P/μmg=6.0×105/0.1×5×103×10m/s=12 m/s 讨论分析 ⑴交通工具上坡增大牵引力的方法。 A．减小速度（发动机的功率不变，油门不变） B．加大油门，增大P（保持v不变） 分析汽车的受力和运动情况，讨论、总结 ②机车以加速度a匀加速起动工情况：a一定，F也一定，P随v增大而增大。当P达P额后，F、a不能维持，开始减小，但速度还要增大。直到a=0 ，v达最大vm=P额/ f阻。 a定 速度v↑ P↑=F ... ...