高三物理教案：《功率》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三物理教案：功率

　　6.2功率

　　設(shè)計(jì)人：宣金龍 審核： 上課時(shí)間： 編號(hào)：26

　　目標(biāo)：了解功率的概念及功率的計(jì)算方法

　　重點(diǎn)：功率的的計(jì)算方法

　　難點(diǎn)：機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題的動(dòng)態(tài)分析

　　【知識(shí)梳理與重難點(diǎn)分析】

　　1.功率的意義：功率是描述做功 的物理量。

　　2.功率的定義式：?jiǎn)挝粫r(shí)間力所做的功。

　　3.功率的數(shù)學(xué)表達(dá)：

　�、俣�義式： ，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

　�、谒矔r(shí)功率的表達(dá)式：P=Fvcosθ，其中θ是 間的夾角。如果該式中的速度v是平均速度，此式中的功率為平均功率。

　　○3重力的功率可表示為PG=mgvy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該、時(shí)刻的豎直分速度之積。

　　4.汽車(chē)的兩種加速問(wèn)題：

　　當(dāng)汽車(chē)從靜止開(kāi)始沿水平面加速運(yùn)動(dòng)時(shí)， 有兩種不同的加速過(guò)程，但分析時(shí)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，隨著v的增大，F(xiàn)必將 ，a也必將 ，汽車(chē)做加速度不斷 的加速運(yùn)動(dòng)，直到F= ，a= ，這時(shí)v達(dá)到最大值 �？梢�(jiàn)恒定功率的加速一定不是勻加速。

　�、诤愣�牽引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽車(chē)做 運(yùn)動(dòng)，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，其最大速度為 ，此后汽車(chē)要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)。

　　注意：兩種加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最大速度的區(qū)別。

　　【要點(diǎn)講練】

　　1、功率的理解及計(jì)算

　　例1. 豎直上拋一小球，小球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于小球的速度.下列說(shuō)法正確的是( )

　　A、上升過(guò)程中克服重力做的功大于下降過(guò)程中重力做的功

　　B、上升過(guò)程中克服重力做的功小于下降過(guò)程中重力做的功

　　C、上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力的平均功率

　　D、上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率小于下降過(guò)程中重力的平均功率

　　變式1 、，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止下滑，開(kāi)始下滑時(shí)離地面的高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為( )

　　A、

　　B、

　　C、

　　D、

　　變式2 、用水平力拉一物體在水平地面上從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng),到

　　t1秒末撤去拉力F,物體做勻速運(yùn)動(dòng),到t2秒末靜止.其速度圖象如圖所示,且 .若拉力F做的功為W,平均功率為P;物體在加速和減速過(guò)程中克服摩擦阻力做的功分別為W1和W2,它們?cè)谄骄�功率分別為P1和P2,則下列選項(xiàng)正確的是 ( )

　　A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2

　　變式3 、如圖所示為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過(guò)滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦),下懸一質(zhì)量為m2的重物,人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng),使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng).下面是人對(duì)傳送帶做功的四中說(shuō)法,其中正確的是 ( )

　　A.人對(duì)傳送帶做功 B.人對(duì)傳送帶不做功

　　C.人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv D.人對(duì)傳送帶做功的功率為(m1+m2)gv

　　2.機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題的分析：

　　例題2.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車(chē)質(zhì)量為5 t，汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車(chē)重的0.1倍，g取10m/s2，問(wèn)：

　　(1)汽車(chē)保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?

　　(2)汽車(chē)在加速過(guò)程中，當(dāng)速度大小為4m/s時(shí)，加速度是多大?

　　例題3.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率60千瓦，汽車(chē)的質(zhì)量5噸，汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車(chē)重的0.1倍。問(wèn)：

　　(1)汽車(chē)保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?

　　(2)汽車(chē)從靜止開(kāi)始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?

　　變式4 、汽車(chē)在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0,t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門(mén)，使汽車(chē)的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車(chē)又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)，能正確表示這一過(guò)程中汽車(chē)牽引力F和速度v隨時(shí)間t變化的圖象是 ( )

　　時(shí)間t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

　　距離s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891

　　變式5 、一位駕駛員啟動(dòng)汽車(chē)后,從第4 s開(kāi)始保持額定功率沿筆直的水平公路行駛,另一測(cè)量者用測(cè)距儀記錄了它啟動(dòng)后t s內(nèi)行駛的距離s,如下表所示,試根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題.

　　(1)汽車(chē)是變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)?簡(jiǎn)述判斷的依據(jù).

　　(2)若汽車(chē)行駛的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f與車(chē)速v成正比,汽車(chē)的額定功率為P0,請(qǐng)寫(xiě)出用最大速度v0和額定功率P0表示的阻力f和車(chē)速v的關(guān)系式.

　　(3)若汽車(chē)的質(zhì)量m=1 500 kg,估算汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P0.

　　變式6 、在傾角為 的斜坡公路上,一質(zhì)量m=10 t的卡車(chē)從坡底開(kāi)始上坡,經(jīng)時(shí)間t=50 s,卡車(chē)的速度從v1=5 m/s均勻增加到v2=15 m/s.已知汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦及空氣阻力恒為車(chē)重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求：

　　(1)這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率;

　　(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在30 s時(shí)的瞬時(shí)功率.

　　3、實(shí)際問(wèn)題的分析：

　　例4.若某人的心臟每分鐘跳動(dòng)75次，心臟收縮壓為135mmHg，收縮一次輸出的平均血量為70mL，計(jì)算心臟收縮時(shí)做功的平均功率多大?

　　變式7 、跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)。設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50千克，他一分鐘跳繩180次。假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間2/5，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少?