高中物理第七章机械能守恒定律第4课时功率学案无答案新人教版必修2整理Word格式文档下载.docx
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编号
被吊物
体重量
匀速上
升速度
上升的
高度
所用
时间
做功
A
2.0×
103N
4m/s
16m
4s
B
4。
0×
3m/s
12m
C
1.6×
2m/s
20m
10s
（1）三台起重机哪台做功多？
（2）哪台做功快？
怎样比较它们做功的快慢呢?
[要点提炼］
1．功率：
P＝
（1）意义：
功率是表示物体做功快慢的物理量．
（2）普适性:
此公式是功率的定义式,适用于任何情况下功率的计算．
2．额定功率和实际功率
（1）额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率，是动力机械重要的性能指标．一个动力机械的额定功率是一定的,通常都在铭牌上标明．机械工作时必须受额定功率的限制．
（2）实际功率是机械工作时实际输出的功率，也就是发动机产生的牵引力所做功的功率，实际功率可以小于、也可以等于额定功率，但实际功率大于额定功率会损坏机械．
（3）额定功率和实际功率的关系:
实际功率往往小于额定功率,但也可以在很短时间内大于额定功率，若较长时间保持实际功率大于额定功率会损坏机械（以上横线上填“大于”或“小于”）．
二、功率与速度
［问题设计］
一个物体在恒力F的作用下,在t时间内发生的位移为l，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：
（1）在t时间内力F所做的功；
（2）在t时间内力F的功率．
［要点提炼]
1．功率与速度的关系:
P＝Fv（当F与v有夹角α时，P＝Fvcosα）
2．三个量的制约关系：
（1）P一定时，F与v成反比，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力．
（2）v一定时，F与P成正比,如汽车速度不变时,加大油门可以增大牵引力．（3）F一定时，P与v成正比，如汽车匀加速行驶时，速度增大,功率也增大．
3．平均功率和瞬时功率
（1）平均功率：
时间t内功率的平均值，计算公式有：
＝
和
＝F
。
（2）瞬时功率：
某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢,计算公式有:
P＝Fv,其中v为瞬时速度，当F与v夹角为α时，P＝Fvcosα.
三、机车的两种启动方式
1．机车以恒定功率启动的运动过程分析
⇒
所以机车达到最大速度时a＝0,F＝Ff，P＝Fvm＝Ffvm，这一启动过程的v－t图象如图1所示，其中vm＝
.
图1
2．机车以恒定加速度启动的运动过程分析
所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，F＝Ff＋ma，P＝Fv0，v0＝
〈
＝vm，v0继续增大到vm，加速度逐渐减小到零,最后仍有vm＝
做匀速运动．这一运动过程的v－t图象如图2所示．
图2
说明
（1）以恒定加速度启动时，匀加速结束时速度并未达到最大速度vm。
（2）两种启动方式最终最大速度的计算均为vm＝
一、对功率的理解
例1
关于功率，下列说法正确的是（）
A．功率是描述力对物体做功多少的物理量
B．力做功时间越长,力的功率一定越小
C．力对物体做功越快，力的功率一定越大
D．力F越大，速度v越大，瞬时功率就越大
二、功率的计算
例2
如图3所示,质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°
的斜面上由静止开始下滑（假设斜面足够长），木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5,已知：
sin37°
＝0。
6，cos37°
＝0.8，g取10m/s2，求：
图3
（1）前2s内重力做的功；
（2）前2s内重力的平均功率；
（3）2s末重力的瞬时功率．
针对训练水平恒力F作用在一个物体上，使该物体由静止沿光滑水平面在力的方向上移动距离l，恒力F做的功为W1,平均功率为P1;
再用同样的水平恒力F作用在该物体上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上由静止移动距离l，恒力F做的功为W2，平均功率为P2，下列选项正确的是（）
A．W1〈W2,P1〉P2B．W1>
W2，P1>
P2
C．W1＝W2，P1〉P2D．W1〈W2，P1<
三、机车启动问题
例3
一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW.汽车从静止开始以加速度a＝1m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍．（g取10m/s2）求：
（1）汽车做匀加速直线运动的最长时间．
（2）汽车开始运动后，5s末和15s末的瞬时功率．
【补充学习材料】
1．（对功率的理解）关于功率，下列各种说法中正确的是（）
A．功率大说明物体做功多
B．功率小说明物体做功慢
C．单位时间内做功越多，其功率越大
D．由P＝Fv可知，机车运动速度越大，功率一定越大
2．（功率的计算）质量m＝3kg的物体，在水平力F＝6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3s,求：
（1）力F在t＝3s内对物体所做功的平均功率．
（2）在3s末力F对物体做功的瞬时功率．
3．（机车启动问题）在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW,质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0。
1倍，求：
（g取10m/s2）
（1）汽车在运动过程中所能达到的最大速度．
（2）若汽车以0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间?
（3）若汽车以不变的额定功率从静止启动，当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大?
【实验班特供题组】
题组一对功率的理解
1．下列关于功率的说法中正确的是（）
A．由P＝
知，力做的功越多，功率越大
B．由P＝Fv知，物体运动得越快,功率越大
C．由W＝Pt知,功率越大，力做的功越多
D．由P＝Fvcosα知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大
2．下列关于功率的说法，正确的是（）
A．力对物体做的功越多，功率就越大
B．做功时间短的机械，功率大
C．完成相同的功,用的时间越长，功率越大
D．功率大的机械在单位时间内做的功会更多
3．关于实际功率和额定功率，下列说法正确的是（）
A．动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率
B．额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率
C．在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率
D．在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率
4．放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点，在这个过程中（）
A．物体的运动速度越大,力F做功越多
B．不论物体的运动速度多大，力F做功不变
C．物体的运动速度越大，力F做功的功率越大
D．物体的运动速度越大，力F做功的功率不变
题组二机车启动问题分析
5．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则（）
A．不断增大牵引力和牵引力的功率
B．不断减小牵引力和牵引力的功率
C．保持牵引力不变，不断增大牵引力功率
D．不能判断牵引力功率怎样变化
6．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（）
7．质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是（）
A．at是汽车额定功率下的速度最大值
B．at不是汽车额定功率下的速度最大值
C．汽车的额定功率是ma2t
D．题中所给条件求不出汽车的额定功率
8．如图1所示为一汽车在平直的公路上,由静止开始运动的速度图象,汽车所受阻力恒定．图中OA为一段直线，AB为一段曲线，BC为一平行于时间轴的直线，则（）
A．OA段汽车发动机的功率是恒定的
B．OA段汽车发动机的牵引力是恒定的
C．AB段汽车发动机的功率可能是恒定的
D．BC段汽车发动机的功率是恒定的
题组三功率的计算
9．质量为M的物体从高处由静止下落，若不计空气阻力,在第2s内和第3s内重力做的功的功率之比为（物体未落到地面，g取10m/s2）（）
A．3∶5B．1∶1C．1∶3D．2∶3
10．拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主要目的是（）
A．节省燃料
B．提高柴油机的功率
C．提高传动机械的效率
D．增大拖拉机的牵引力
11．如图2所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象,那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比（）
A．P甲＞P乙
B．P甲＜P乙
C．P甲＝P乙
D．无法判定
12．一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图3所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的（）
13．某物体从高为H处由静止下落至地面，用时为t,则下述结论正确的是（）
A．前、后
内重力做功相等
B．前、后
C．前、后
内重力做功的平均功率相等
D．前、后
14．如图4所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知物体质量为10kg，F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°
，物体与水平面间的动摩擦因数为0。
5，g＝10m/s2。
求：
图4
（1）第2s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
（2）从运动开始，物体前进12m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大?
（sin37°
＝0.6，cos37°
8）
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