2015年高中物理73功率精品教案新人教版必修2.doc

73 功率 [精讲精析] [知识精讲] 知识点 1.功率 定义:功W跟完成这些功所用的时间t的比值叫做功率. 公式 P=W/t 说明:此公式是功率的定义式,使用于任何情况下的功率计算 单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W. 物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量,它由物体做的功与做这些功所需的时间决定,并不单纯由做功的多少决定.只是在做功时间相同的情况下,才能认为做功多则功率大 注意 (1)功(W)与完成这些工所用时间(t)之比值(W/t),实际上是平均功率的的概念,当做功快慢不发生变化时,比值为一定值.若要表示t时刻的瞬时功率,则在t时刻附近，选很小一段时间Δt,与用这段时间所完成的功 ΔW与Δt之比值就是t时刻的瞬时功率。 (2)功率的另一表达式 P=W/t=Fscosα/t=FVcosα 上式中F表示某一力;v表示速度，α表示F与v方向的夹角. 上式的应用有以下几种情况: 若F为某一恒力,速度v大小和方向不变时,平均功率和瞬时功率相同 若F为某一恒力,速度方向不变而大小变化，某一段时间内平均速度为v,则P=FVcosα求得这一段时间内的平均功率 若F为某一恒力,某一时刻速度为v,则P=Fvcosα求得这一时刻的瞬时功率 若某一时刻力为F,速度为v,两者夹角为α,则P=Fvcosα求得这一时刻的瞬时功率 若F与v夹角α=0时,公式变为P=Fv (3)额定功率和实际功率 额定功率是发动机正常工作时的最大功率，通常都在铭牌上标明.机器工作时,必须受额定功率的限制。发动机的输出功率(即实际功率),可以小于额定功率，有时实际功率也会略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率. 如图所示,倾角为30o,长度为10cm的光滑斜面。 一质量为1.2kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑, 求物体滑到斜面低端时重力做功的瞬时功率是多少？ 整个过程中重力做功的平均功率是多少?(g取10m/s2) [思路分析]先受力分析，由牛顿第二定律求出物体 运动的加速度，从而求出物体到达低端时速度的大 小和方向，由公式P=Fvcosα求得. 物体下滑时做匀加速直线运动，受力情况如图所示. 由牛顿第二定律F=ma得物体的加速度a=Gsinα/m=gsin30o=10×1/2m/s2=5 m/s2 下滑到低端时的速度 v= 此时重力的瞬时功率P=Gvcosα=mgvcos60o=1.2×10×10×1/2 J=60J 物体下滑时间 t=v/a=10/5 s=2s 重力做功的平均功率 P=W/t=60/2 W=30W [答案]60W 30W [总结]对功率的计算，瞬时功率只能用P=Fvcosα计算，平均功率P=W/t计算,当恒力做功时也可用P=Fv 计算. [变式训练]固定光滑斜面的倾角α=30o,质量为m的物体由静止开始下滑,滑行距离为x时,重力的瞬时功率为( ) A. [答案] B 知识点2.机车起动的两种过程 一恒定的功率起动 机车以恒定的功率起动后，若运动过程所受阻力f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F时,a减小至零,此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是 vm=P/f,下面是这个动态过程的简单方框图 速度 v 当a=0时 a =(F-f)/m 即F=f时 保持vm匀速 F =P/v v达到最大vm 变加速直线运动 匀速直线运动 这一过程的v-t关系如图所示 车以恒定的加速度起动 由a=(F-f)/m知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=F·v知,F一定,发动机实际输出功P 随v的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f时,a=0 ,车速达到最大值vm= P额 /f,此后匀速运动 在P增至P额之前,车匀加速运动,其持续时间为 t0 = v0/a= P额/F·a = P额/(ma+F’)a (这个v0必定小于vm,它是车的功率增至P额之时的瞬时速度)计算时,先计算出F,F-F’=ma ,再求出v=P额/F,最后根据v=at求t 在P增至P额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到vm.下面是这个动态过程的方框图. 匀加速直线运动 变加速直线运