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2019-2020年高一物理 73功率導學案 情調查、情境導入 1. 功的概念和功的計算公式。 2. 正、負功的意義。 問題展示、合作探究 一、功率P 1．功率的定義： 2．功率的定義式： 3．功率的單位： 4．功率是標量。 5．物理意義： 二、功率的力和速度表達式：P=Fvcosθ 1．表達式推導： 2．式中F是對物體做功的力，v是物體的運動速度，θ是F和速度v之間的夾角。 3．在F和v同向時θ=0，表達式為：P=Fv。 三、力的平均功率和瞬時功率 1．平均功率 ①描述力在一段時間內做功的快慢。 ②計算公式： P=W/t ① P=Fvcosθ ② θ=O時， P=Fv ③ 應用②③式計算時注意：力F必須是恒力，v為一段時間t內的平均速度。 ③平均功率對應于一段時間或一個過程，并且同一物體在不同時間段內的平均功率一般不相同，因此說平均功率時一定要說明是哪一段時間內的平均功率。 2．瞬時功率 ①力在某一時刻的功率，對應于物體運動的某一時刻或某一位置。 ②計算公式：P=Fvcosθ P=Fv (F與v同向時) 式中v表示某一時刻的瞬時速度。 例：質量m=2kg的物體從距地面45m的高處自由下落，在t=-2s的時間內重力所做的功等于多少?在這段時間內重力做功的平均功率等于多少?在這段時間內重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬時功率等于多少? 四、額定功率和實際功率 1．額定功率：指動力機器長時間正常工作時的最大輸出功率，也就是機器銘牌上的標稱值。額定功率是動力機器的重要性能指標，一個動力機器的額定功率是一定的。 2．實際功率：指機器工作時實際輸出的功率。 動力機器不一定在額定功率下工作，機器長期正常工作時的實際功率總是小于或等于額定功率。實際功率不應大于額定功率。 五、汽車的兩種啟動方式 ①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，隨著v的增大，F必將減小，a也必將減小，汽車做加速度不斷減小的變加速運動，直到F=f，a=0，這時v達到最大值。可見恒定功率的加速一定不是勻加速。這種加速過程發(fā)動機做的功只能用W=Pt計算，不能用W=Fs計算（因為F為變力）。 ②恒定牽引力（加速度）的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽車做勻加速運動，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時勻加速運動結束，其最大速度為，此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運動了?？梢姾愣恳Φ募铀贂r功率一定不恒定。這種加速過程發(fā)動機做的功只能用W=F?s計算，不能用W=P?t計算（因為P為變功率）。 達標訓練、鞏固提升 A1．一物體從靜止開始自由下落，在第1s和第3s末，重力對物體做功的瞬時功率之比為 A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1 A2．一臺電動機的功率是lOkW，用這臺電動機勻速提升2．7104kg的貨物，提升的速度是多大?取g=lOm/s2。 B3. 機車和列車的總質量，機車的功率不變，火車與軌道間的動摩擦因數，空氣阻力不計。求：（1）當車速時和車速時火車的加速度； （2）火車的最大速度（g取）。 B4.質量為2kg的物體放在摩擦因數為0．5的水平地面上，對物體施加一個大小為10N，與地面成37角的拉力，使物體從靜止出發(fā)移動5m。在這個過程中，拉力對物體做功_________，摩擦力對物體做功_________；在2s末時拉力的瞬時功率為_________(sin37=0．6，cos37=0.8)。 C5．一臺起重機勻加速地將質量m=1．0103kg的貨物豎直吊起，在2s末貨物的速度v=4．0m/s。取g=lOm／s2，不計額外功。求： (1) 起重機在這2s時間內的平均輸出功率。 (2)起重機在2s末的瞬時輸出功率。 知識梳理 歸納總結 預習指導、新課鏈接 1. 理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算。 2. 理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。