4-7功率 学案1

4.7
功率
学案
【课堂探究】
一、功率
1．做功的快慢：物体做功有快慢之分，一般用______表示物体做功的快慢．
2．功率：单位时间内物体______的多少叫功率，用
P
表示
3．定义式：P＝____.
4．单位：_______，简称____，符号为
W，1
W＝1
J/s，1
kW＝
W.
【例1】一个体重为500N的学生用时40s上了16m的楼，则
（1）该同学所做的功（即克服重力所做的功）为多少？
（2）该同学上楼的功率是多少？
【讨论与交流】对于公式P=FV
(1)
当v一定时，F和P成
比；当F一定时，P和v成
比；当P一定时，F和v成
比；
(2)
速度可以无限增大吗？力F可以无限增大吗？
(3)
机器跟人都能超负荷工作吗？机器的功率可以无限增大吗？
二、平均功率和瞬时功率
注：
①用P=W/t可适用于任何力做功的功率
②用P=F
V只适用于恒力做功的功率，并且
F为V方向上的力
【例2】一物体在水平力F=6N的作用下，沿光滑水平面从静止开始运动，历时t=3
s，前进了9m。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）第3
s末力F对物体做功的瞬时功率
三、额定功率和实际功率
1.
额定功率：机械正常工作时，允许达到的最大功率叫做额定功率；
2.
实际功率：机械实际运行的功率叫做实际功率。
【讨论与交流】
汽车爬坡时为何必须使用低速挡
【例3】卡车在水平公路上以速度为72km/h匀速行驶，发动机的输出功率为60
kW，求卡车的牵引力
【例4】一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为θ的同一斜坡上分别向上和向下匀速行驶，汽车受到的阻力均为f，求：
（1）汽车上坡时的速度V1和牵引力F1；
（2）汽车下坡时的速度V2和牵引力F2；
【例6】汽车以额定功率在平直公路上行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车驾驶员要做好什么调整，才确保汽车驶到坡顶？
减小速度（发动机的功率不变，油门不变）
加大油门，增大P（保持V不变）
2.机车以恒定加速度启动
【例7】火车做匀加速直线运动中，若阻力不变，则牵引力F和即时功率P的变化情况是（
）
A．F不变，P变大
B．F变小，P不变
C．F变大，P变大
D．F，P都不变
【例8】汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是汽车车重的0.1倍，若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
【课后练习】
1.关于功率，下列说法中正确的是（
）
A.功率是说明做功多少的物理量
B.功率是说明力做功快慢的物理量
C.做功时间越长，功率一定小
D.力做功越多，功率一定大
2.关于功率以下说法中正确的是（
）
A.据
P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B.据
P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C.据
P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D.根据
P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
3.
质量为1
kg的物体从某一高度自由下落，设2
s内物体未着地，则该物体下落2
s末重力做功的瞬时功率是(取g＝10
m/s2)(
)．
A．50
W
B．100
W
C．150
W
D．200
W
4.
静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始运动的一小段时间内，列车的运动状态是（
）
A．做匀加速直线运动
B．列车的速度和加速度均不断增加
C．列车的速度增大，加速度减小
D．列车做匀速运动
5..如图是建筑工地的行车，一种把工件先吊起后沿着水平轨道移动的起重机械。起重机用钢丝绳把一个质量为m的工件匀速起吊，提升的速度为V。
（1）t秒内起重机对工件做的功为多大？
（2）起重机做功的即时功率是多大？
（3）工件吊起到距离横梁为L米时，随行车以水平速率V0向右平移，行车突然停止，工件由于惯性继续往前摆动。问行车停止瞬间钢丝绳上的拉力多大？（不计吊钩的重量）
答案：（1）头t秒，起重机钢丝绳的拉力为F，根据牛顿第二定律，有
①
t秒内，工件的上升高度
　　　　
②……1分
起重机对工件做的功
　　　　　
③……1分
由①②③式可得
　　　　　④……1分
（2）t秒末，工件的上升速度
　　　　　　　　⑤……1分
即时功率
　　　　　　　　　　　　　⑥……1分
由①⑤⑥式可得
　　　
　　　⑦……1分
（3）行车突停时，工件因惯性会以此时钢丝绳长L为半径继续做圆周运动，设此时钢丝绳拉力为T，则有
　　　　　⑧……2分
由⑤⑧式可解得
⑨……1分