2020年高中物理学案(新人教必修二)7.3《功率》4.docx

班级_________ 组别_________ 座号_________姓名_________
学习目标
1.理解功率的概念，能利用功率的定义式 进行有关计算。
2.理解额定功率和实际功率的概念。
3.了解平均功率和瞬时功率的含义。
4.依据功率的定义式推导P=Fv，并能用于分析、计算和解释相关现象。
5.能分析汽车发动机功率肯定时，牵引力和速度的关系。
重点：1.理解功率的概念。
2.理解功率的种类和其物理意义并能用公式进行有关功率问题的分析计算。
3.汽车发动机的额定功率、牵引力与速度之间关系的动态分析。
难点：1.瞬时功率和平均功率的计算。
2.汽车发动机的额定功率、牵引力与速度之间关系的动态分析。
学习过程
一． 课前预习，自主学习
(一)、功率
1.物理意义：表示物体_________的物理量。
2.定义：____与完成这些功所用______的比值。
3.定义式：_________ 。
4.单位：在国际单位制中，功率的单位是_____，简称___，符号是__。
二、额定功率与实际功率

三、平均功率与瞬时功率

【判一判】
(1)功率是标量。( )
(2)功率越大说明力做的功越多。( )
(3)依据P=Fv可知，汽车牵引力肯定与速度成反比。( )
(4)机械的实际功率有时可以大于额定功率。( )
二．课堂导学，小组合作探究
主题一：功率
1.在建筑工地上分别接受以下三种方式，把1 t货物从地面运到三楼：
方式一：搬运工分批搬运，需要时间3 h；
方式二：用一台起重机提升，需要时间1 min；
方式三：用另一台起重机提升，需要时间30 s。
上述三种状况下，把货物由地面运到三楼时，试分析以下问题：
(1)用不同的方式，对货物所做的功是否相同？
(2)三种方式中做功的快慢是否相同？
提示：(1)对货物所做的功相同。
(2)由于所用时间不同，说明做功的快慢不同。方式一最慢，方式三最快。
2.你能否定义一个物理量来体现做功的快慢？还记得速度是如何定义的吗？是否可以用同样的方法处理做功快慢的问题呢？
【思路分析】探究某物理量随时间变化的快慢，一般可以用该物理量的变化值与所经受时间的比值来表示。使用该方法能进一步揭示某些物理量的性质及变化规律。
【探究归纳】
功率
1. 功率表示物体做功的快慢。
2. 功率的公式

3.功率是标量，有大小，无方向。
【典例1】关于功率，下列说法中正确的是( )
A．功率大说明物体做的功多
B．功率小说明物体做功慢

C．由 可知，机械做功越多，其功率越大

D．单位时间内机械做功越多，其功率越大
主题二：功率与速度
依据公式P=Fv结合下表分析P、F、v三个物理量之间的制约关系。

【探究归纳】
功率与速度
1.功率的另一种表达式：P=Fv。
(1)当v表示瞬时速度时，P表示瞬时功率。
(2)当v表示平均速度时，P表示平均功率。
2.只有公式P=Fv某一量恒定时，才能确定另外两个量的关系。
【典例2】(2022·德州高一检测)一个质量为2 kg的物块，沿倾角为37°的光滑斜面
由静止开头下滑，g取10 m/s2，求：(1)物块下滑4 s时重力的瞬时功率；
(2)在这4 s内重力的平均功率。

主题三：机车的两种启动方式
1.探究机车以恒定功率启动过程
(1)机车以恒定功率启动后，随着速度的增大，机车牵引力如何变化？机车的加速度如何变化？当速度最大时机车加速度为多少？此时牵引力与阻力大小关系如何？此后机车将做什么运动？
(2)试依据以上分析，画出机车运动的v -t图象，并总结机车运动状况。
2.探究机车以恒定加速度启动过程
(1)加速度不变，机车速度和功率如何变化？当机车功率刚达到额定功率时牵引力和阻力的大小关系如何？此时机车的速度能达到最大值吗？此后要想增大速度则牵引力该如何变化？
(2)试依据以上分析，画出机车运动的v -t图象，并总结机车运动状况。
【探究归纳】
机车的两种启动方式
1..以恒定功率启动：当牵引力等于阻力时机车速度达到最大。
2.以恒定加速度启动：匀加速运动结束时的速度不是整个启动过程的最大速度。
【典例3】(2022·宁波高一检测)汽车质量为2×103 kg，汽车发动机的额定功率为80 kW，它在平直大路上行驶的最大速度可达20 m/s，让汽车在大路上由静止开头以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，若汽车所受的阻力恒定，求：
(1)汽车所受的阻力多大？
(2)这个匀加速过程可以维持多长时间？
(3)开头运动后3 s末，汽车发动机的瞬时功率为多大？
三．自主归纳整理本节学习的学问
四．分层达标训练
【基础达标】
1．飞机在飞行时受到与速度平方成正比的空气阻力，若飞机以速度v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速度nv匀速飞行时，发动机的功率为( )
A．nP　　　B．2nP　　　C．n2P　　　D．n3P
2.竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下列说法正确的是( )
A.上升过程克服重力做的功大于下降过程重力做的功
B.上升过程克服重力做的功等于下降过程重力做的功
C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力做功的平均功率
D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程重力做功的平均功率
3.(2022·杭州高一检测)汽车在平直的大路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率马上减小一半并保持该功率连续行驶(汽车所受阻力不变)。下面四个图象中哪一个图象正确表示了从司机减小油门开头，汽车的速度与时间的关系( )

4.下表列出了某种型号轿车的部分数据，请依据表中数据回答下列问题：
长/mm×宽/mm
×高/mm
4 871×1 835
×1 460
挡 位
车重/kg
1 500
“1→5”挡，速度渐渐增大，R为倒车挡

最高时速
/km·h-1
200
0～100 km/h的
加速度时间/s
10
最大功率/kW
100
(1)若轿车要以最大动力上坡，挡位推至“1→5”哪一挡？请说明理由。
(2)若轿车以最大功率、最高时速匀速运动时，则轿车受到的阻力为多大？
【力量提升】
5.飞行员进行素养训练时，抓住秋千杆由水平状态开头下摆，到达竖直状态的过程如图所示，飞行员受重力的瞬时功率变化状况是( )

A.始终增大 B.始终减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
6.如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一楼层，某乘客第一次站在扶梯上不动，其次次以相对扶梯v2的速度匀速往上走。扶梯两次运送乘客所做的功分别为W1、W2，牵引力的功率分别为P1、P2，则( )

A.W1<W2,P1<P2 B.W1<W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2 D.W1>W2,P1=P2
7.质量是5 t的汽车在水平路面上由静止开头以加速度2.2 m/s2做匀加速直线运动，所受阻力是1.0×103 N，则汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率是( )
A.2 kW　　　B.11 kW　　　C.20 kW　　　D. 26.4 kW
8.(2022·包头高一检测)某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为1×103 kg，在水平路面上正常行驶时所受到的阻力为车重的0.15倍。g取10 m/s2，求解如下问题：
(1)此型号汽车在水平路面上行驶时能达到的最大速度是多少？
(2)若此型号汽车以额定功率加速行驶，当速度达到20 m/s时的加速度大小是多少？
(3)质量为60 kg的驾驶员驾驶此型号汽车在水平高速大路上以30 m/s的速度匀速行驶，设轮胎与路面间的动摩擦因数为0.60，驾驶员的反应时间为0.30 s，则驾驶员驾驶的汽车与前车保持的平安距离最少为多少？

学校名录参见：