2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第3講 功率學(xué)案 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第3講 功率學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.理解功率的概念,能運(yùn)用功率的定義式P進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2.理解導(dǎo)出公式PFv的物理意義,并能利用導(dǎo)出公式,分析解決簡單的機(jī)車啟動(dòng)問題.3.理解平均功率和瞬時(shí)功率;理解額定功率、實(shí)際功率 一、功率的含義1定義:力對物體所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的_叫做功率,公式P_.2單位:在國際單位制中,功率的單位是_,簡稱_,符號是_,且1 W1 _.3功率是_,只有大小,沒有方向4物理意義:功率是表示做功_的物理量,即表示做功過程中_的快慢想一想力對物體做功多,功率一定大嗎?二、功率與力、速度的關(guān)系1如果物體沿位移方向受的力是F,速度為v,則功率等于這個(gè)_與受力物體_的乘積,即P_.討論:(1)當(dāng)牽引力F一定時(shí),功率P和速度v成_(2)當(dāng)速度v一定時(shí),牽引力F和功率P成_(3)當(dāng)輸出功率P一定時(shí),牽引力F和速度v成_2平均功率和瞬時(shí)功率(1)平均功率:物體在一段時(shí)間內(nèi)做功功率的_,通常用定義式P_描述(2)瞬時(shí)功率:物體在某一時(shí)刻的功率通常用PFv表示3額定功率與實(shí)際功率(1)額定功率:機(jī)械長時(shí)間工作的_功率(2)實(shí)際功率:機(jī)械工作時(shí)實(shí)際輸出的功率想一想機(jī)車行駛時(shí),采取什么措施可增大牽引力?一、對公式P和PFv的理解1P是定義式,適用于任何情況下功率的計(jì)算,一般用于求解某段時(shí)間內(nèi)的平均功率2PFv通常用來計(jì)算某一時(shí)刻或某一位置時(shí)的瞬時(shí)功率,v是瞬時(shí)速度;若代入某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則計(jì)算的是該段時(shí)間內(nèi)的平均功率3求解功率時(shí)應(yīng)該注意的問題(1)首先要明確是求哪個(gè)力的功率,汽車的功率是指汽車牽引力的功率,起重機(jī)的功率是指起重機(jī)鋼絲繩拉力的功率(2)若求平均功率,需明確是哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率,可由公式P或PF來計(jì)算(3)若求瞬時(shí)功率,需明確是哪一時(shí)刻或哪一位置的瞬時(shí)功率,由PFvcos ,求解其中vcos 為F方向的速度如果F、v不同向,則投影到相同方向再計(jì)算例1質(zhì)量m3 kg的物體,在水平力F6 N的作用下,在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3 s,求:(1)力F在t3 s內(nèi)對物體所做功的平均功率;(2)在3 s末力F對物體做功的瞬時(shí)功率例2如圖1所示,質(zhì)量為m2 kg的木塊在傾角37的斜面上由靜止開始下滑,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,已知:sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2.求:圖1(1)前2 s內(nèi)重力做的功;(2)前2 s內(nèi)重力的平均功率;(3)2 s末重力的瞬時(shí)功率二、機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式1恒定功率啟動(dòng)圖2(1)過程分析vFaa0,速度最大且勻速(2)vt圖象如圖2所示:2恒定加速度啟動(dòng)(1)過程分析圖3a不變F不變PFv直到P額Fv1P額一定,vF,aa0,速度最大且勻速(2)vt圖象:如圖3所示3機(jī)車啟動(dòng)過程的分析步驟(1)分析物理過程,明確是哪種啟動(dòng)方式(2)抓住兩個(gè)基本公式:功率公式PFv;牛頓第二定律,即Ffma.4機(jī)車啟動(dòng)過程中幾個(gè)物理量的求法(1)機(jī)車的最大速度vm的求法:達(dá)到最大速度時(shí),a0,即牽引力F等于阻力F阻,故vm.(2)勻加速啟動(dòng)最長時(shí)間的求法:牽引力FmaF阻,勻加速的最后速度vm,時(shí)間t.(3)瞬時(shí)加速度的求法:據(jù)F求出對應(yīng)瞬時(shí)速度v的牽引力,則加速度a.例3在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車的額定功率為100 kW,質(zhì)量為10 t,設(shè)阻力恒定,且為車重的0.1倍,求:(g取10 m/s2)(1)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大速度;(2)若汽車以0.5 m/s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這一過程能維持多長時(shí)間?(3)若汽車以不變的額定功率從靜止啟動(dòng)后,當(dāng)汽車的加速度為2 m/s2時(shí),速度多大?功率的計(jì)算1一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng),那么,在前t秒內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P分別為(t秒末小球未著地)()A.mg2t2,Pmg2t2 B.mg2t2,Pmg2t2C.mg2t,Pmg2t D.mg2t,P2mg2t對機(jī)車啟動(dòng)問題的理解及應(yīng)用2一輛汽車以功率P1在平直公路上勻速行駛,若駕駛員突然減小油門,使汽車的功率減小為P2并繼續(xù)行駛?cè)粽麄€(gè)過程中阻力恒定不變,此后汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力將()A保持不變B不斷減小C突然減小,再增大,后保持不變D突然增大,再減小,后保持不變3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P60 kW,若其總質(zhì)量為m5 t,在水平路面上行駛時(shí),所受阻力恒為F5.0103 N,則:(1)汽車保持恒定功率啟動(dòng)時(shí):求汽車所能達(dá)到的最大速度vmax.當(dāng)汽車加速度為2 m/s2時(shí),速度是多大?當(dāng)汽車速度是6 m/s時(shí),加速度是多大?(2)若汽車以a0.5 m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),這一過程能維持多長時(shí)間?答案精析第3講功率預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.比值2瓦特瓦WJ/s3標(biāo)量4快慢能量轉(zhuǎn)化想一想功率表示做功的快慢,做功多不一定做功快,所以功率不一定大二、1.力運(yùn)動(dòng)速度Fv(1)正比(2)正比(3)反比2(1)平均值3(1)最大允許想一想根據(jù)F,功率越大,速度越小,機(jī)車牽引力越大,所以可通過提高功率、減小速度來增大牽引力課堂講義例1(1)18 W(2)36 W解析(1)物體的加速度a m/s22 m/s2t3 s內(nèi)物體的位移sat2232 m9 m3 s內(nèi)力F所做的功:WFs69 J54 J力F做功的平均功率P W18 W(2)3 s末物體的速度vat23 m/s6 m/s此時(shí)力F做功的瞬時(shí)功率PFv66 W36 W.例2(1)48 J(2)24 W(3)48 W解析(1)木塊所受的合外力F合mgsin mgcos mg(sin cos )210(0.60.50.8) N4 N木塊的加速度am/s22 m/s2前2 s內(nèi)木塊的位移sat2222 m4 m所以,重力在前2 s內(nèi)做的功為Wmgssin 21040.6 J48 J(2)重力在前2 s內(nèi)的平均功率為 W24 W(3)木塊在2 s末的速度vat22 m/s4 m/s2 s末重力的瞬時(shí)功率Pmgvsin 21040.6 W48 W例3(1)10 m/s(2)13.3 s(3)3.3 m/s解析(1)當(dāng)汽車速度最大時(shí),a10,F(xiàn)1f,PP額,故vmax m/s10 m/s(2)汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,a2不變,v變大,P也變大,當(dāng)PP額時(shí),此過程結(jié)束F2fma2(0.1104101040.5)N1.5104 Nv2 m/s m/s,則t s13.3 s(3)F3fma3(0.1104101042) N3104 Nv3 m/s3.3 m/s對點(diǎn)練習(xí)1C2.C3(1)12 m/s4 m/s1 m/s2(2)16 s解析汽車在運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小為:F5.0103 N.(1)汽車保持恒定功率啟動(dòng)時(shí),做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大當(dāng)a0時(shí)速度最大,所以,此時(shí)汽車的牽引力為F1F5.0103 N,則汽車的最大速度為vmax m/s12 m/s.當(dāng)汽車的加速度為2 m/s2時(shí),牽引力為F2,由牛頓第二定律得:F2Fma,F(xiàn)2Fma5.0103 N5.01032 N1.5104 N.汽車的速度為v m/s4 m/s.當(dāng)汽車的速度為6 m/s時(shí),牽引力為F3 N1104 N由牛頓第二定律得F3Fma,汽車的加速度為a m/s21 m/s2.(2)當(dāng)汽車以恒定加速度a0.5 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),汽車的牽引力為F4,由牛頓第二定律得F4Fma,F(xiàn)4Fma5.0103 N51030.5 N7.5103 N.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其功率逐漸增大,當(dāng)功率增大到等于額定功率時(shí),勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,此時(shí)汽車的速度為vt m/s8 m/s.則汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t s16 s.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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