2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源2功率教案2教科版必修2

PAGE2-功率學(xué)習(xí)目標(biāo):理解功率的的概念。理解功率的公式P=w／t，并能運(yùn)用其進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。正確理解公式P=Fv的意義，知道什么是瞬時(shí)功率，什么是平均功率，并能用來說明現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。能用公式P=Fv探討汽車等交通工具的啟動(dòng)問題。學(xué)習(xí)重點(diǎn):1.功率的概念和計(jì)算公式。2．公式P=Fv的意義及其應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點(diǎn):公式P=Fv的意義及其應(yīng)用。二、功率的力和速度表達(dá)式：P=Fvcosθ【例一】一臺(tái)抽水機(jī)每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不計(jì)額外功的損失，這臺(tái)抽水機(jī)的輸出功率是多大?假如保持這一輸出功率，半小時(shí)能做多少功?取g=lOm/s2。1．表達(dá)式推導(dǎo)：2．式中F是對(duì)物體做功的力，v是物體的運(yùn)動(dòng)速度，θ是F和速度v之間的夾角。3．在F和v同向時(shí)θ=0，表達(dá)式為：P=Fv。三、力的平均功率和瞬時(shí)功率1．平均功率①描述力在一段時(shí)間內(nèi)做功的快慢。②計(jì)算公式：P=W/t①P=Fvcosθ②θ=O時(shí)，P=Fv③應(yīng)用②③式計(jì)算時(shí)留意：力F必需是恒力，v為一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度。③平均功率對(duì)應(yīng)于一段時(shí)間或一個(gè)過程，并且同一物體在不同時(shí)間段內(nèi)的平均功率一般不相同，因此說平均功率時(shí)肯定要說明是哪一段時(shí)間內(nèi)的平均功率。2．瞬時(shí)功率①力在某一時(shí)刻的功率，對(duì)應(yīng)于物體運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻或某一位置。②計(jì)算公式：P=FvcosθP=Fv(F與v同向時(shí))式中v表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。練習(xí)：關(guān)于功率，下列說法中正確的是（）A、功率是說明做功多少的物理量B、功率是說明力做功快慢的物理量C、做功時(shí)間越長(zhǎng)，功率肯定小D、力做功越多，功率肯定大某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距離l,其次次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)距離l,若先后兩次拉力做的功為W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,則()A、W1=W2，P1=P2B、W1=W2，P1＞P2C、W1＞W(wǎng)2，P1＞P2D、W1＞W(wǎng)2，P1=P2【例二】質(zhì)量m=2kg的物體從距地面45m的高處自由下落，在t=-2s的時(shí)間內(nèi)重力所做的功等于多少?在這段時(shí)間內(nèi)重力做功的平均功率等于多少?在這段時(shí)間內(nèi)重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬時(shí)功率等于多少?四、額定功率和實(shí)際功率1．額定功率：指動(dòng)力機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。額定功率是動(dòng)力機(jī)器的重要性能指標(biāo)，一個(gè)動(dòng)力機(jī)器的額定功率是肯定的。2．實(shí)際功率：指機(jī)器工作時(shí)實(shí)際輸出的功率。動(dòng)力機(jī)器不肯定在額定功率下工作，機(jī)器長(zhǎng)期正常工作時(shí)的實(shí)際功率總是小于或等于額定功率。實(shí)際功率不應(yīng)大于額定功率。實(shí)際功率長(zhǎng)時(shí)間大于額定功率時(shí)會(huì)縮短機(jī)器運(yùn)用壽命甚至?xí)p壞機(jī)器(短時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率是可以的)。小結(jié)：1、額定功率：是指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。2、實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。3、留意：機(jī)器不肯定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短短暫間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率。說明：在日常生活中，我們常常說某臺(tái)機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，事實(shí)上是指某個(gè)力對(duì)物體做功的功率。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。五、對(duì)公式P=Fv的探討1．此公式的意義是：當(dāng)力F與物體運(yùn)動(dòng)(瞬時(shí))速度v方向一樣時(shí)，力的實(shí)際瞬時(shí)功率就等于力F和運(yùn)動(dòng)速度v的乘積，對(duì)于機(jī)車(汽車、火車等交通工具或動(dòng)力裝置)，牽引力F與物體運(yùn)動(dòng)速度v一般方向一樣，可用公式P=Fv計(jì)算實(shí)際瞬時(shí)功率(稱牽引力的功率、發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率)，特殊留意：F為機(jī)車的牽引力，并非機(jī)車所受的合力。2．當(dāng)P肯定時(shí)，F(xiàn)∝1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)功率肯定時(shí)上斜坡，司機(jī)用換擋的方法(變速調(diào)整裝置)減小速度以獲得較大的牽引力滿意上坡的須要。3．當(dāng)速度v保持肯定時(shí)，P∝F，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽車從平路到上坡，若要保持速度不變，必需加大油門(限制燃油混合氣體流量多少的裝置)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率以得到較大的牽引力。4．當(dāng)力F肯定時(shí)，P∝v，即速度越大，功率越大。如：起重機(jī)吊同一貨物以不同的速度勻速上升，牽引力保持不變(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重機(jī)的輸出功率就越大。六、機(jī)車起動(dòng)的兩種志向模式（應(yīng)用）以恒定的功率P起動(dòng)(從靜止起先運(yùn)動(dòng))和行駛。機(jī)車以恒定加速度起動(dòng)直到以額定功率P額行駛。【例三】質(zhì)量為20t的汽車從靜止起先在平直馬路上啟動(dòng)，若其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為60kW，行駛中所受的阻力為自重的O．1倍，則：(1)若其以額定功率啟動(dòng)，試分析其啟動(dòng)過程中的速度和加速度的改變狀況，并定性作出其