湖南省中方縣高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.3 功率教案 新人教版必修2.doc
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3 功率 學習目標 1.理解功率的概念; 2.知道功率的定義和定義式P=,能夠用公式P=解答有關的問題; 3.知道公式P=Fv的物理意義,能夠用公式P=Fv解答有關的問題; 4.區(qū)別理解額定功率、實際功率和最大功率. 自主探究 一、功率 1.意義:表示做功的 . 2.定義:一個力所做的功跟 的比值,叫做功率. 定義式:P= 3.單位: ,簡稱瓦,用 表示. 4.功率是 (選填“標量”或“矢量”). 二、額定功率和實際功率 實際功率指機器 功率. 額定功率指機器 功率,也就是機器銘牌上的標稱值. 注意:機器實際功率可以 額定功率,不能 額定功率. 三、功率和速度 某物體在力F的作用下,沿著F的方向做勻速直線運動,速度大小為v,則: 1.物體在t秒內的位移l= 2.t秒內F做的功W= 3.功率與力F、速度v的關系:功率P= 合作探究 在建筑工地上分別采用以下三種方式,把1t的貨物從地面運到三樓, 方式一:搬運工分批搬運,需時間3h 方式二:工人利用滑輪將重物提升,需時間3min 方式三:用另一臺起重機提升,需時間30s 上述三種情況下,把貨物由地面運到三樓時,請思考以下問題: (1)用不同的方式,對貨物所做的功是否相同? (2)所用時間不同,三種方式中做功的快慢是否相同? 結論:對重物所做的功 ,但所用時間 ,說明做功 不同. 【總結交流】 比較不同的物體做功快慢的情形: 1. 2. 3. (某一個物理量與時間的比值叫做這個物理量的變化率,速度是位移的變化率,加速度是速度的變化率,功率應該叫做功的變化率) 一、功率 1.定義: 2.定義式: 3.物理意義: 4.單位: 二、額定功率與實際功率 【討論交流1】 長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢?為什么? 1.額定功率: 2.實際功率: 三、功率P與力F、速度v的關系 【討論交流2】 將一個質量為M的小鋼球由靜止釋放,下落t時間內的下落高度為h,試求小球下落的功率? 提出問題:如果我們要表示瞬時功率與功、時間的關系,功率的表達式又應該怎樣寫呢? 【創(chuàng)設問題情境】 某物體沿位移的方向受恒力F,在t時間內發(fā)生的位移為l,試求此時間內F的功率為多少? 總結:功率與力、速度的關系推導及公式 (F與位移l或速度v同方向) 【議一議】 由v=求出的是物體在時間間隔t內的平均速度,代入得到公式P=Fv求出的功率是F在時間t內的 ; 如果時間間隔t取得足夠小,則v=表示瞬時速度,此時由P=Fv求得的功率就是F在該時刻的 .即力F的瞬時功率等于力F和物體運動 的乘積. 注意公式P=Fv中力F與速度v的方向在同一條直線上,如果F與v的方向不在一條直線上又該怎樣處理? 【變式與拓展】 某物體受恒力F在t時間內發(fā)生一段位移為l,F與位移l的方向夾角為α,試求此時間F的功率為多少? 總結:功率與力、速度的關系推導及公式 (F與位移l或速度v夾角為α) 【實例分析】 汽車在平直公路行駛時,若前方遇到了一段較陡的上坡路段,汽車司機要做好什么調整,才能確保汽車駛到坡頂?為什么? 教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學生進一步討論: ①貨車和小轎車的比較; ②一輛汽車載重和空車時在公路上以額定功率行駛的比較. 【鞏固訓練】 【例1】質量m=3kg的物體,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上從靜止開始運動,運動時間t=3s,求: (1)力F在t=3s內對物體所做的功. (2)力F在t=3s內對物體所做功的平均功率. (3)在3s末力F對物體做功的瞬時功率. 【例2】汽車發(fā)動機的額定功率為60kW,汽車質量為5 t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍,g取10m/s2,問: (1)汽車保持額定功率從靜止啟動后能達到的最大速度是多少? (2)若汽車保持0.5m/s2的加速度做勻加速運動,這一過程能維持多長時間? 課堂檢測 1.關于功率的概念,以下說法正確的是( ) A.功率大說明物體做功多 B.功率小說明物體做功少 C.物體做功越多,其功率越大 D.物體做功越快,其功率越大 2.在一次舉重比賽中,一名運動員在抓舉比賽時,將質量為127.5kg的杠鈴舉起歷時約2s,該運動員在舉起杠鈴運動中的平均功率約為( ) A.幾十瓦左右 B.一千瓦左右 C.幾十千瓦左右 D.幾百千瓦左右 3.汽車上坡的時候,司機必須換擋,其目的是( ) A.減小速度,得到較小的牽引力 B.增大速度,得到較小的牽引力 C.減小速度,得到較大的牽引力 D.增大速度,得到較大的牽引力 4.設飛機在飛行中所受空氣阻力與它的速度二次方成正比,當飛機以速度v水平勻速飛行時,發(fā)動機的功率為P.若飛機以速度3v水平勻速飛行時,發(fā)動機的功率為( ) A.27P B.9P C.18P D.3P 5.如圖所示,在天花板上的O點系一根細繩,細繩的下端系一小球.將小球拉至細繩處于水平的位置,由靜止釋放小球,小球從位置A開始沿圓弧下落到懸點的正下方的B點的運動過程中,下面說法正確的是( ) A.小球受到的向心力在逐漸變大 B.重力對小球做功的平均功率為零 C.重力對小球做功的瞬時功率逐漸增大 D.由于細線的拉力方向始終與小球的速度方向垂直,所以拉力對小球做的功為零 6.同一恒力按同樣的方式施于物體上,使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同一段距離時,恒力做的功和平均功率分別為W1、P1和W2、P2,則二者的關系是( ) A.W1>W2、P1>P2 B.W1=W2、P1
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