《功率》学案
【学习目标】
1、理解功率的概念,能运用功率的公式P=W/t进行有关的计算。
2、掌握平均功率和瞬时功率,理解额定功率和实际功率。能用公式P=Fv进行分析和计算。 【学习重难点】
1、理解功率的概念
2、理解与运用功率的计算公式 【学习过程】
一、知识清单
1、功率: (1)、定义:力所做的功W跟完成这些功所用的时间t的比值叫做 功率 。 (2)、定义式:P=W,功率是 P 。 t(3)、功率的物理意义:描述力做功 快慢 的物理量。 (4)、单位:功率的国际单位:瓦特,简称
瓦
,符号 w ,
常用单位:千瓦(kW)
马力(1米制马力=75千克力·米/秒=735瓦特。1英制马力=1.0139米制马力)中国使用的是米制马力
换算关系: 1 kW=1000 W=1000W, 1马力=735瓦。
2、额定功率和实际功率: (1)、动力机械长时间正常工作时所能输出的最大功率叫做 额定功率 。 (2)、实际工作时输出的功率叫做 实际功率 。
注意:机器不一定在额定功率下工作,机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率,机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率,但不允许长时间超过额定功率。
3、功率与速度
(1)公式P= W/t ,即一个力对物体做功的功率等于这个力与受力物体运动速度的乘积。
(2)意义:当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成 反比 。
(3)公式P=Fv一般用来计算 瞬时 功率,但如果F为恒力,v为平均速度,此式也可用来计算平均 功率。
4、平均功率和瞬时功率: (1)、平均功率:表示力在
某段时间 内做功的平均快慢,它与一段时间(或过程)相关。(2)、计算平均功率的方法有两种:① P=W/t ;② P=Fv ,这种方法要求
力F为恒力,v为平均速度,且力F与平均速度方向在一条直线上。
(3)、瞬时功率:表示力在 某时刻 做功的快慢。 (4)、计算瞬时功率的方法: P=Fv ,其中力F和速度v均为所求时刻的力和瞬时速度,该式要求力F与速度v同在一条直线上,若力F与速度v不在同一直线上,则应根据 P=Fvcosα ,求瞬时功率,为力F和瞬时速度方向间的夹角。 (5)、从P=Fv可以看出,当汽车发电机的功率一定时,牵引力F与运动速度v成 反 比;
当速度v一定大,牵引力F与功率P成 正 比;当牵引力F一定时,功率P与速度v成 正 比。
注意:在求功率时,必须明确是求哪个力的平均功率还是瞬时功率。
二、例题精讲
[例题]质量m=3 kg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=3 s,求:
(1)力F在t=3 s内对物体所做的功。
(2)力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率。 (3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。
2解析:由牛顿第二定律得,物体的加速度a=F/m=6N/3 kg=2m/s
2则物体在3s末的速度v=v0+at=2m/s×3s=6 m/s
2物体在3s内的位移l= v0t+(1/2)at=9m (1) 力F在t=3 s内对物体所做的功W= Fl=6N×9m=54J (2)力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率:P=W/t=54J/3s=18w (3) 在3 s末力F对物体做功的瞬时功率P’=Fv=6N×6 m/s=36w
三、目标检测
1、关于功率的下列说法中,正确的是( BC ) A.功率越大说明物体做功越多; B.功率越小说明物体做功越慢;
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,其功率一定越大。
2、同水平恒力F作用于原来静止的物体上,使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平面移动相同距离S,则恒力所做的功和功率分别为W
1、P1和W
2、P2,则二者的关系是( B ) A.W1W
2、P1P2 B.W1W
2、P1P2 C.W1W
2、P1P2 D.W1W
2、P1P2
3、质量为10kg的物体静止在地面上,现用F=120N的拉力竖直向上提升物体,则开始运动后
3 2 10s内拉力对物体做功为 1.2×10J ,10s内拉力做功的平均功率为1.2×10w ,第6s末拉力做功的瞬时功率为 1440w 。
4、质量为2×10 kg的汽车,发动机输出功率为30×10 W.在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s,汽车所受阻力恒定,则汽车所受阻力为2×10N.
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