高中物理1.3《功率》学案（鲁科版必修2）.doc

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【学****目标】
、定义式、单位。
=F·v的物理意义,并掌握其用法,会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。
,了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
【学****重点】
。
。
【知识要点】
功率是描述做功快慢的物理量。
⑴功率的定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。
⑵功率的计算式:P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;②当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。
v
a
f
F
⑶重力的功率可表示为PG=mgvy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
⑷汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma
①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定,随着v的增大,F必将减小,a也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fs计算(因为F为变力)。
②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做匀加速运动,而随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,功率不能再增大了。这时匀加速运动结束,其最大速度为,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fžs计算,不能用W=Pžt计算(因为P为变功率)。
要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。
【典型例题】
【例1】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶,经时间t前进距离s,速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P,卡车所受阻力为f,则这段时间内,发动机所做的功为( )
=fs
解析:发动机所做的功是指牵引力的功。由于卡车以恒定功率运动,所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间,∴A对。B项给出的是卡车克服阻力做的功,在这段时间内,牵引力的功除了克服阻力做功外还要增加卡车的功能,∴B错。C项给出的是卡车所受外力的总功。D项中,卡车以恒功率前进,将做加速度逐渐减小的加速运动,达到最大速度时牵引力等于阻力,阻力f乘以最大速度是发动机的功率,再乘以t恰是发动机在t时间内做的功。故A D是正确的。
【例2】质量为m、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变,并以额定功率行驶,汽车最大速度为v1,当汽车以速率v2(v2解析:速度最大时,牵引力最小,在量值上等于阻力。所以,以速率v2运动时,由牛顿第二定律有: F-f=ma
其中, 得
【达标训练】
,正确的是( )

B.