1.2功率（第二课时）学案

1.2：功率（第二课时）
【学习目标】
1．能准确描述机车启动两种方式的流程、v-t图像
2．会计算机车启动过程中最大速度
3．会计算保持P额不变时的瞬时加速度
4．会区分汽车保持a不变启动时匀加速的最大速度及整个过程中的最大速度，并能准确计算
5．会计算汽车保持a不变启动匀加速阶段的时间及该过程中某一瞬间的速度
重点：会计算机车启动过程中最大速度；会计算保持P额不变时的瞬时加速度
难点：能准确描述机车启动两种方式的流程，v-t图像
【学习过程】
一、旧知回顾
问题1：功率的定义式：（1）P平＝______________
（2）P瞬＝______________ 若_________,则v表示__________；
若_________,则v表示__________；
问题2：额定功率：机车正常工作时发动机输出的最大功率。
问题3：实际功率：机车正常工作时发动机实际输出的功率P实＝F牵v （牵引力与速度同方向）
二、新知探究1——汽车保持额定功率不变的启动
问题1：汽车保持额定功率不变启动时，随着速度的增大，牵引力如何变化？
判断依据为：
问题2：若汽车受到的阻力为f，牵引力为F，质量为m，求汽车的加速度，并结合问题1说明机车保持P额不变启动时加速度a如何变化。
问题3：观察下列汽车启动时速度随时间变化的表格，填空说明速度v及加速度a的变化
t(s) 0 1 2 3 4 5 6
v (m/s) 0 5 9 12 14 15 15
结论：（1）说明速度v （填增加或减小） （填快或慢）
（2）加速度a （填增加或减小）
（3）a= 时汽车速度达到最大速度，根据牛顿第二定律a= ，得到此时F=
问题4：完成机车保持额定功率不变启动的思维流程、运动性质及解析。
(
v
t
)解析：P一定，速度v变大，加速度a （填减小或增
大），当a= 时，v不变，机车匀速运动，这时牵引力
F= ，而vm= 。
问题5：请结合问题4在下图中画出汽车保持恒定
功率启动的v-t图像：
(
总结：（
1
）汽车先做加速度不断
的加速运动，达到最大速度后做
运动
（
2
）当牵引力和阻力
时，汽车达到最大速度
v
m
=
（
3
）牛顿第二定律
，汽车牵引力与额定功率满足关系式
)
例1：某同学的质量为50kg，自行车的质量为15kg，设该同学骑自行车时的功率为40W，人车所受到的阻力为人车总重的0.02倍。求他在平直路面上行驶时自行车的最大速度。
三、新知探究2——汽车匀加速启动
问题1：做匀加速直线运动的物体 不变， 由于m、f均不变，根据牛顿第二定律
可知牵引力F （填变化或不变）。
问题2：结合所学公式完成下列图表对汽车匀加速启动的a、F、v的变化情况分析。
问题3：在上图中分析填写汽车匀加速各个阶段的运动性质。
若汽车匀加速阶段过程总的牵引力为F，阻力为f，加速度为a。思考完成下列问题。
问题4：①汽车在匀加速运动阶段t时刻的瞬时速度v为多少？瞬时功率为多少？
②汽车在匀加速运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，请问此时汽车的瞬时速度v1为多少？
(
v
v
t
)
③汽车匀加速所能维持的时间t1为多少？
④汽车在进入变加速阶段功率为多少？若某时刻汽车速度为v，求该时刻的加速度。
⑤汽车何时达到整个过程中的最大速度vm？vm为多少？
问题5：请综合匀加速运动及保持P额启动的v-t图象画出汽车匀加速启动的v-t图像，并在图中标匀加速阶段的最大速度v1及整个阶段中的最大速度vm
(
总结：1、汽车匀加速启动分为
个阶段：先为
不变的
运动；
至
P
=
时
，开始保持
不变的
运动，直到F=
时
，速度达到最
值；此后物体保持
v
m
做
运动
2、汽车匀加速阶段的最大速度
v
1
=
匀加速阶段的时间t
1
=
3、汽车匀加速启动整个过程中的最大速
v
m
=
)例2：汽车的质量为2000kg，汽车发动机的额定功率为80kW，它在平直的公路上行驶时所受的阻力是4000N，试求：
⑴ 汽车保持额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少？
⑵ 若汽车以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，可维持多长时间？
【知识建构】
【课堂练习】
1、汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是（ ）
A．汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动
B．汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动
C．汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动
D．汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动
2、汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动，则汽车达到额定功率时，汽车的速度（ ）
A．同时达到最大值 B．还没有达到最大值；
C．在没有达到额定功率前达到最大值 D．此后保持不变。
3、质量为m的汽车起动后沿平直公路面行驶。如果汽车发动机的功率恒为P，且行使过程中受到的摩擦阻力大小恒定，汽车速度能够达到的最大值为v，则当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）
A． B． C． D．
4、受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s时，加速度为0.4 m/s2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是多少？ （g取10 m/s2）
5、质量为m=4×103 kg的汽车发动机的额定功率P0=40×103 W，汽车从静止开始，以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，所受阻力恒为Ff=2×103 N，求：
（1）汽车匀加速运动所用的时间t；
（2）汽车可达的最大速度vm；
（3）汽车速度为最大速度的2/3时的加速度a′
6．质量为m=2.0×103kg的汽车，发动机的牵引力功率为P=30KW，在水平公路上能达到的最大速度vm=15m/s，当汽车的速度为v=10m/s时加速度为多大？
7．额定功率为80kw的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量为2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动过程中阻力不变，求：
⑴ 汽车所受的恒定阻力
⑵ 3s末汽车的瞬时功率多大？
⑶ 匀加速直线运动的时间多长？
⑷ 在做匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功多大？
参考答案：
约3.1m/s
20m/s 5s
课堂练习
C
B
C
20m/s
20s 20m/s 0.25 m/s2
0.5 m/s2
2021-2022学年高一物理学案（鲁科版2019必修二） 班级 姓名 学号
4X103N 48KW 5s 2X105J2