1、2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 2 功率教案2 教科版必修22020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 2 功率教案2 教科版必修2年级：姓名：- 5 -功率学习目标: 1. 理解功率的的概念。2. 理解功率的公式P=wt，并能运用其进行有关的计算。3. 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。4. 能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。学习重点: 1. 功率的概念和计算公式。 2公式P=Fv的意义及其应用。学习难点: 公式P=Fv的意义及其应用。二、功率的力和速度表达式：P=Fvcos【例一】一台抽水
2、机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不计额外功的损失，这台抽水机的输出功率是多大?如果保持这一输出功率，半小时能做多少功?取g=lOm/s2。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，是F和速度v之间的夹角。 3在F和v同向时=0，表达式为：P=Fv。 三、力的平均功率和瞬时功率1平均功率 描述力在一段时间内做功的快慢。 计算公式： P=W/t P=Fvcos =O时， P=Fv 应用式计算时注意：力F必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。 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
3、均功率。 2瞬时功率 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。 计算公式：P=Fvcos P=Fv (F与v同向时) 式中v表示某一时刻的瞬时速度。练习：关于功率，下列说法中正确的是（ ）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l,第二次使此物体沿粗糙水平也前进距离l,若先后两次拉力做的功为W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则( ) A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1P2 C、W1W2，P1P2 D、W1W2，P
4、1=P2【例二】质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=-2s的时间内重力所做的功等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬时功率等于多少? 四、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
5、会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的)。小结：1、额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。3、注意：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。说明：在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 五、对公式P=Fv的讨论 1此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时
6、，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P=Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力。 2当P一定时，F1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要。 3当速度v保持一定时，PF，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门(控制燃油混合气体流量多少的装置)，增大发动机功率以得到较大的牵引力。 4
7、当力F一定时，Pv，即速度越大，功率越大。如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大。 六、机车起动的两种理想模式（应用）1 以恒定的功率P起动(从静止开始运动)和行驶。2 机车以恒定加速度起动直到以额定功率P额行驶。【例三】质量为20t的汽车从静止开始在平直公路上启动，若其发动机额定功率为60kW，行驶中所受的阻力为自重的O1倍，则： (1)若其以额定功率启动，试分析其启动过程中的速度和加速度的变化情况，并定性作出其启动过程中的v-t图。 (2)若其以a=O5m/s2的加速度匀加速启动，试分析启动过程中的功率和速度的变化情况，经多长时间后达到额定功率?并定性作出其启动过程中的v-t图。 (3)求其行驶过程中的最高速度vm
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