高中物理人教版必修2功率
高中物理 必修2【功和功率】典型题(带解析)
高中物理 必修2 【功和功率】典型题1.如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力( )A ．一直不做功B ．一直做正功C ．始终指向大圆环圆心D ．始终背离大圆环圆心解析：选A ．由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A 项正确，B 项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C 、D 项错误．2．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW ，排泥量为1.4 m 3/s ，排泥管的横截面积为0.7 m 2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A ．5×106 NB ．2×107 NC ．2×109 ND ．5×109 N解析：选A ．由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v ＝1.4 m 3/s0.7 m 2＝2 m/s.由P ＝F v可求，F ＝P v ＝1×107 W2 m/s＝5×106 N.3．(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时，牵引力为F 0.在t 1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P2，此后保持该功率继续行驶，t 2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态．有关汽车牵引力F 、速度v 的说法，其中正确的是( )A ．t 2后的牵引力仍为F 0B ．t 2后的牵引力小于F 0C ．t 2后的速度仍为v 0D ．t 2后的速度小于v 0解析：选AD ．由P ＝F 0v 0可知，当汽车的功率突然减小为P2时，瞬时速度还没来得及变化，则牵引力突然变为F 02，汽车将做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小到使牵引力又等于阻力时，汽车再做匀速运动，由P2＝F0·v2可知，此时v2＝v02，故A、D正确．4．在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物体从静止开始移动x，平均功率为P，如果将水平拉力增加为4F，使同一物体从静止开始移动x，平均功率为() A．2P B．4PC．6P D．8P解析：选D．设第一次运动时间为t，则其平均功率表达式为P＝Fxt；第二次加速度为第一次的4倍，由x＝12at2可知时间为t2，其平均功率为P′＝4Fx t2＝8Fxt＝8P，选项D正确．5．质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为()A．5 m/s B．23 m/sC． 5 m/s D．35 m/s解析：选B．Fx图象与x轴围成的面积表示外力所做的功，由题图可知：W＝(2×2＋4×4－3×2) J＝14 J，根据动能定理得：W＝12m v2－12m v20，解得：v＝23 m/s，故B正确．6．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程．假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x＝1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v＝80 m/s.已知飞机质量m＝7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g＝10 m/s2.求飞机滑跑过程中，(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P.解析：(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有 v 2＝2ax ①代入数据解得a ＝2 m/s 2.② (2)飞机受到的阻力F 阻＝0.1mg ③设发动机的牵引力为F ，根据牛顿第二定律有 F －F 阻＝ma ④飞机滑跑过程中的平均速度v －＝v2⑤所以牵引力的平均功率P ＝F v －⑥ 联立②③④⑤⑥式得P ＝8.4×106 W ．⑦ 答案：(1)2 m/s 2 (2)8.4×106 W7．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比．已知铁锤第一次将钉子钉进d ，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为( )A ．(3－1)dB ．(2－1)dC ．(5－1)d 2D ．22d 解析：选B ．铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功．由于阻力与深度成正比，可用阻力的平均值求功，据题意可得W ＝F －1d ＝kd 2d ①，W ＝F －2d ′＝kd ＋k (d ＋d ′)2d ′ ②，联立①②式解得d ′＝(2－1)d .故选B ．8．如图甲所示，质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g 取10 m/s 2.则( )A ．物体先做加速运动，推力撤去后才开始做减速运动B ．运动过程中推力做的功为200 JC ．物体在运动过程中的加速度先变小后不变D ．因推力是变力，无法确定推力做功的大小解析：选B．滑动摩擦力F f＝μmg＝20 N，物体先加速，当推力减小到20 N时，加速度减小为零，之后推力逐渐减小，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后做匀减速运动，选项A、C错误；F-x图象与横轴所围图形的面积表示推力做的功，W＝12×100 N ×4 m＝200 J，选项B正确，D错误．9．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知()A．物体加速度大小为2 m/s2B．F的大小为21 NC．4 s末F的功率为42 WD．4 s内F的平均功率为42 W解析：选C．由题图乙可知，vt图象的斜率表示物体加速度的大小，即a＝0.5 m/s2，由2F－mg＝ma可得：F＝10.5 N，A、B均错误；4 s末F的作用点的速度大小为v F＝2v 物＝4 m/s，故4 s末F的功率为P＝F v F＝42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h＝4 m，力F的作用点的位移l＝2h＝8 m，拉力F所做的功W＝Fl＝84 J，故平均功率P－＝Wt＝21 W，D错误．10．如图所示，传送带AB的倾角为θ，且传送带足够长．现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，传送带的速度为v(v0<v)，方向未知，重力加速度为g.物体在传送带上运动过程中，摩擦力对物体做功的最大瞬时功率是()A．μmg v2＋v20cos θB．μmg v0cos θC．μmg v cos θD．12μmg(v＋v0)cos θ解析：选C．由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，则有μmg cos θ>mg sin θ，传送带的速度为v (v 0<v )，若v 0与v 同向，物体先做匀加速运动，最后物体加速到与传送带速度相同时，物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmg v cos θ.若v 0与v 反向，物体先向上做匀减速运动，后向下匀加速运动到与传送带速度相同时物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmg v cos θ，故选C ．11．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示．下列说法正确的是( )A ．物体的质量为109 kgB ．滑动摩擦力的大小为5 NC ．0～6 s 内物体的位移大小为24 mD ．0～2 s 内拉力做的功为20 J解析：选A ．当P ＝30 W 时，v ＝6 m/s ，得到牵引力F ＝Pv ＝5 N ；0～2 s 内物体的加速度a ＝Δv Δt ＝3 m/s 2，根据F －f ＝ma ，可得m ＝109 kg ，A 正确．在2～6 s 内，v ＝6 m/s ，P ′＝10 W ，物体做匀速直线运动，F ′＝f ，则滑动摩擦力为f ＝F ′＝P ′v ＝106 N ＝53 N ，B 错误；0～6 s 内物体的位移大小等于v -t 图象中图象与t 轴所包围的面积，x ＝30 m ，C 错误，在0～2 s 内物体位移为x 1＝6 m ，则拉力做的功为W 1＝Fx 1＝30 J ，D 错误．12．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P ，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P4，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定．(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ，则两台发动机同时工作时的最大速度为多少？(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动，经过t 1时间达到额定功率，然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速，又经过t 2时间达到最大速度v 0，赛车总质量为m ，求赛车的整个加速距离．解析：(1)燃油发动机单独工作，P ＝F 1v 1＝f v 1两台发动机同时工作，P ＋3P4＝F 2v 2＝f v 2最大速度v 2＝7v 14＝210 km/h.(2)燃油发动机的额定功率为P ，最大速度为v 0， 阻力f ＝Pv 0匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率为3P8，设总路程为s ，由动能定理有3P 8t 1＋Pt 2－fs ＝12m v 20解得s ＝P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 308P.答案：(1)210 km/h (2)P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 308P。
8-1 功与功率 (教学课件)——高中物理人教版(2019 ) 必修第二册
FN
F
f
θ
= F l cos37° - fl
=2000-500=1500J
G
(3)、(4)略
结论：
几个力对一个物体做功的代数和，等 于这几个力的合力对这个物体所做的功。
三、总功的求法：
•法一:先求每个力做的功，再求代数和 W总=W1+W2+W3+······
注意：需要把各个功的正负号代入运算。
•法二：先求合力，再求总功
注： P=Fv ·········(1)
• (1)式中F指的是v方向上的力。 • 若F与v互成角度α ，
则有： PF=PF/=F/V, 而 F/ =Fcos α 则，公式变为: P=Fvcosα (α为F、v夹角)
(2)公式给出P、F、v三者相互制约的关系。
<三>平均功率和瞬时功率 ：
• 1 、 平 均 功 率 ：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
F
F
α
α
l
当力的方向与位移方向成一角度α时
分析：
F2
F
α F1
根据力的等效性原理,可以把计 算F做功的问题转化为分别求F1 和F2做功的问题
∵
W1= F1l = F COSαl
W2 = 0
∴
W = W1 + W2 = F l COSα
F、 l 是大小，α是F、 l 正向间的夹角
若将位移l分解,结果如何?
• =17.3J
F θv
θ=150° F v
θ
θ=30° F θv
θ=30°
α
α=π/2
COSα
COSα= 0
W
W=0
物理意义
表示力F对 物体不做功
高中物理必修二公式总结
高中物理必修二公式总结（人教版）曲线运动：x=（vx）ty=（vy）t位移：s²=x²+y²轨迹：x=（vx*y）/vyY=（vy*x）/vx →直线运动V²=（vx）²+（vy）²=s/t平抛运动：vy=gtVx=v0V²=vx²+vy²=v0²+g²t²tanθ=vy/vx=gt/v（速度角）Y=gt²/2X=v0tt²=2h/gTanθ=gt/2vo（位移角）圆周运动：v=△s/△t=2πr/T=√（GM/r）=ωr=r2πf=2πnr（线速度）——f是频率ω=△θ/△t=2π/T=√（GM/r³）=2πn（角速度）——T是周期n=ω/2π（转速）T=2π√（r³/GM）(周期)n=1/TS=ωTr向心加速度：a=v²/r=ω²r=4π²r/T²=vω向心力：F=ma开普勒第三定律：a³/T²=k（a是椭圆轨道半长轴，T是公转周期）万有引力定律：F=Gm1*m2/r²（G是比例系数，r是物体间距离）计算天体的质量：万有引力=向心力第一宇宙速度;7.9km/s(近地卫星速度、最小发射速度、最大环绕速度)第二宇宙速度：11.2km/s第三宇宙速度：16.7km/s功：W=Fl功率：P=W/t（平均功率）P=Fv（瞬时功率）重力势能：Ep=mgh动能：Ek=mv²/2【图示】①V2=x/tV1=y/tV2/v1=1/cosθV2*cosθ=v1 ②小船过河Tmin=d/v1（船头对岸）。
人教版物理高中必修二《功》课件
人教版物理高中必修二《功》课件一、教学内容本节课选自人教版物理高中必修二第四章第一节《功》。
教学内容主要包括：功的定义、计算方法以及功的性质。
具体章节内容为：4.1.1 功的含义及其计算；4.1.2 功的性质；4.1.3 功与能的关系。
二、教学目标1. 理解并掌握功的定义，能够运用功的计算公式进行计算。
2. 了解功的性质，理解正功、负功的概念，并能够运用到实际问题中。
3. 掌握功与能的关系，理解能量守恒定律。
三、教学难点与重点重点：功的定义、计算方法及性质。
难点：理解正功、负功的概念，以及功与能的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：课件、黑板、粉笔、实验器材（弹簧测力计、小车等）。
2. 学具：笔记本、教材、练习本。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示实际生活中的物体移动情况，引导学生思考：力对物体做功的规律。
2. 知识讲解：a. 讲解功的定义，引导学生理解功的含义。
b. 介绍功的计算公式，通过例题讲解，让学生掌握功的计算方法。
c. 讲解功的性质，阐述正功、负功的概念。
3. 例题讲解：选取典型例题，引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习：布置课堂练习，巩固所学知识。
六、板书设计1. 功的含义及其计算a. 定义：力与物体位移的乘积。
b. 计算公式：W=Fs。
2. 功的性质a. 正功：力与位移方向相同。
b. 负功：力与位移方向相反。
3. 功与能的关系a. 功是能量转化的量度。
b. 能量守恒定律。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算下列各小题中的功：1）一同学沿水平方向用10N的力推一辆小车，小车移动了5m，求该同学对小车所做的功。
2）质量为2kg的物体在水平地面上受到5N的拉力，物体沿拉力方向移动了2m，求拉力所做的功。
b. 解释正功和负功的含义，并举例说明。
2. 答案：a. 1）W=Fs=10N×5m=50J。
2）W=Fs=5N×2m=10J。
b. 正功：力与位移方向相同，如提水、推车等；负功：力与位移方向相反，如阻力对物体运动的影响。
人教版2019必修第二册高中物理同步练习8.1.2功率(原卷版+解析)
8.1.2功率一、单选题1．（2023春·福建南平·高一校考阶段练习）关于某力做功的功率，下列说法正确的是（）A．该力越大，其功率就越大B．该力做的功越多，其功率就越大C．功率越大说明该力做功越快D．功率越小说明该力做的功越少2．（2023春·四川成都·高一校联考期中）下列关于功、功率的说法正确的是（）A．由P Fv=可知，当汽车发动机的功率一定时，牵引力大小与速度大小成反比B．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功C．摩擦力不可能对物体做正功D．由WPt=可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率3．（2023秋·陕西西安·高二长安一中校考期末）物体在5NF=的水平恒力作用下，沿水平面由静止开始运动，经过时间2s，速度变成6m/s，发生的位移为6m。
关于力F的功率，下列说法中正确的是（）A．2s末的瞬时功率为30W，2s内的平均功率为30WB．2s末的瞬时功率为15W，2s内的平均功率为15WC．2s末的瞬时功率为15W，2s内的平均功率为30WD．2s末的瞬时功率为30W，2s内的平均功率为15W4．（2023春·浙江嘉兴·高一校考期中）如图所示，物体在大小为8N、方向与水平地面成60θ=︒角的拉力F作用下，3s内水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功和平均功率分别是（）A．24J、8W B．48J、8W C．24J、16W D．48J、16W5．（2023春·海南儋州·高一校考期中）体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼，她们同时出发，小红先到，小田后到，此过程中（）A．小红做功多B．小田做功多C．小红的功率大D．小田的功率大6．（2023春·广东惠州·高一校考阶段练习）如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动．若该同学上半身的质量约为全身质量的35，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，取210m/s=g，则她在1min内克服重力做的功W和相应的功率P约为（）P=A．4500JW=；75WP=B．7500JW=；125WP=C．4500JW=；125WP=D．7500JW=；250W7．（2022春·高一校考课时练习）如图所示为一辆新能源电动汽车，发动机的额定功率为9.0×104W。
人教版高中物理必修第2册 8.1(3)机车的两种启动方式
达到 时，机车匀速运动 =
设匀加速的末速度为匀 ，此时P = 额
匀 =
额
代入数据得：匀 =
（2）
匀
；匀 =
额
=
代入数据得： = 20/
小结——常见设问及解决思路
小结——常见设问及解决思路
不变量：额 和
变化量： F、与
(2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度。
解析：
（）由题意知：
（2）由题意知：
额 = × ; = . = ×
达到 时，机车匀速运动 =
额
=
代入数据得： = /
= /
额
=
= ×
=
−
代入数据得： = /
2. 质量为m＝4.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为P＝40 kW，汽车从静止
开始以a＝0.5 m/s2的加速度行驶，受恒定阻力f＝2.0×103 N，则：
（1）汽车匀加速行驶的最长时间为多少？
（2）汽车可能达到的最大速度为多少？
解析：
（1）设汽车以恒定加速度启动时发动机牵引力为F
※实际功率总小于或等于额定功率。
3.汽车的功率：是汽车发动机牵引力的功率。
4.瞬时功率： =
1> 恒定功率启动
2> 恒定加速度启动
·分析机车启动类问题，关键抓住以下三点：
1.正确分析物理过程:
2.抓住两个基本公式：
启动
增加； 运动状态改变
=
受力分析
Hale Waihona Puke − = 3.区分变量、不变量及他们之间的变化关系： 、、、、
高一物理必修第二册《功》的教学设计
高中物理必修二《功》教学设计就有确定值.4.功是过程量,是力在空间的积累量.（多劳多得？）5.公式中的单位:F——牛(N);l——米(m);W ——焦(J).突破难点（三）正功和负功公式理解：功的计算式W=Flcosα包含cosα这一要素,通过数学知识的学习我们知道:随着α的变化,cosα的值也变化.指导学生利用数学知识讨论随α的变化,cosα的取值如何变化,从而得到功W的意义如何.画出各种情况下力做功的示意图.并通过示意图总结:1.当α=2π时,cosα=0,W=0.力F和位移l的方向垂直时,力F不做功;2.当α<2π时,cosα>0,W>0.这表示力F对物体做正功;3.当2π<α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F对物体做负功.有做功.①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。
当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起讨论总结:力F与物体位移l的夹角α的取值范围为0°≤α≤180°.那么,在这个范围之内,cosα可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0.1．在教师的引导下理解正功、负功从效果上和能量上的意义。
2．学会负功的两种等效说法，会比较功的大小。
拓展规律（四）计算总功的方法提出问题：刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对物体所做的功呢？例题：一个质量m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F1=10 N作用,在水平地面上移动的距离l=2 m,物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2 N,求外力对物体所做的总功。
根据例题引出多个力对物体做功的求法：几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对这个物体所做的功。
高中物理必修二《功和功率》典型题练习（含答案）
高中物理必修二《功和功率》典型题练习（含答案）《功和功率》典型题练习一、选择题1．质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是()A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做负功B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体不做功2．某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a 的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则() A．F1对物体做正功B．F2对物体做负功C．F3对物体做负功D．合外力对物体做正功3．我国武广高速铁路在2009年年底全线通车，这样大大减缓了现有京广线的运输压力．若在水平直轨道上以额定功率行驶的列车，所受阻力与质量成正比，由于发生紧急情况，使最后几节车厢与车体分离，分离后车头保持额定功率运行，则()A．脱离部分做匀减速运动，车头部分做匀加速运动B．分离出的车厢越多，车头能获得的最大速度越大C．车头部分所受牵引力减小，速度也减小D．车头部分所受牵引力增大，所以速度增大4．运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是()A．阻力对系统始终做负功B．系统受到的合外力始终向下C．重力做功使系统的重力势能增加D．任意相等的时间内重力做的功相等5．设匀速行驶的汽车，发动机功率保持不变，则()A．路面越粗糙，汽车行驶得越慢B．路面越粗糙，汽车行驶得越快C．在同一路面上，汽车不载货与载货时行驶得一样快D．在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢6．如下图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移．μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小()A．W a最小B．W d最大C．W a＝W c D．四种情况一样大7.国庆大阅兵检阅了我国的空中加、受油机梯队，加、受油机梯队将模拟空中加油，如右图所示．空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点汇合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则()A．加油机和受油机一定相对运动B．加油机和受油机的速度可能不相等C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，必须减小发动机输出功率D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，必须减小发动机输出功率8.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数(1/v)图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是()A．汽车的功率B．汽车行驶的最大速度C．汽车所受到的阻力D．汽车运动到最大速度所需的时间9.如右图所示，一水平传送带以速度v1向右匀速传动，某时刻有一物块以水平速度v2从右端滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为μ()A．如果物块能从左端离开传送带，它在传送带上运动的时间一定比传送带不转动时运动的时间长B．如果物块还从右端离开传送带，则整个过程中，传送带对物块所做的总功一定不会为正值C．如果物块还从右端离开传送带，则物块的速度为零时，传送带上产生的滑痕长度达到最长D．物块在离开传送带之前，一定不会做匀速直线运动10.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则()①F先减小后增大②F一直增大③F的功率减小④F的功率不变A．①③B．①④C．②③D．②④。
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功率 教学目标 知识与技能 1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。
2、tWP，FvP的运用 过程与方法 1、tWP通常指平均功率，0t为瞬时功率 2、FvP，分析汽车的启动，注意知识的迁移 情感、态度与价值观 感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。
教学重点、难点 教学重点 理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。 教学难点 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学手段 多媒体课件
教 学 活 动 [新课导入] 师：在学习了功之后，我们来回忆一下这样的问题：力对物体所做的功的求解公式是什么? 生：功的定义式是W＝F·L·cosa． 师：那么只用这一个式子就可以完全描述物体做功这个问题吗?现在我们来看这样一个例子． (多媒体分别演示两幅画面，并进行对比) 画面一：一台起重机在1 min内把l t重的货物匀速提到预定的高度． 画面二：另一台起重机在30 s内把1 t货物匀速提到相同的高度． 师：这两台起重机做的功是不是一样呢? 生：两台起重机对物体做功的大小相同． 师：那么这两台起重机做功有没有区别呢?区别是什么? 生：这两台起重机做功还是有区别的．区别就在于他们做功的快慢不一样． 师：为了进一步研究力对物体做功的快慢，我们进入这一节课的主题：功率． [新课教学] 一、功率 师：还是刚才这两台起重机，它们对物体做功的不同之处在哪里，请大家指出来． 生(同时回答)：它们做功的快慢不同． 师：怎样比较它们做功的快慢呢? 生：它们完成这些功所用的时间不同，第一台起重机做功所用时间长，我们说它做功慢；第二台起重机做同样的功，所用的时间短，我们说它做功快． 师：这样研究的前提条件是什么? 生：它们做的功相同，在做功大小相同的条件下比较所用的时间，时间越短，做功越快． 师：还有没有其他的比较方法? 生：如果时间相同，可以比较做功的多少．在相同的时间内做功越多．做功越快． 师：做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功．如果时间不同，力对物体做的功也不同，那么怎样比较力做功的快慢? 生：我们可以用力对物体做的功和物体所用时间的比值来表示． 师：在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值w/t，叫做功率．用p表示，则P＝w/t．那么功率的物理意义是什么? 生：功率是描述力对物体做功快慢的物理量． 师：上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与w、t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定．根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W＝pt．根据公式，功率的单位是什么? 生1：由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位决定，功率的单位应该是J／s． 生2：我记得初中所学的功的单位是瓦特，符号是W． 师：这两种表示方法是等效的，以后我们就用瓦特作为功率的单位，符号是w．除了瓦特这个单位之外，功率还有一些常用单位，例如千瓦(kW)，它和W之间的换算关系是1 kW＝1 000W．另外还有一个应该淘汰的常用单位马力，1马力＝735 W． 师：功率的这种定义方法叫做什么定义方法? 生：比值定义法． 师：我们以前学过的哪一个物理量也是用这种方法来进行定义的? 生l：这样定义的物理量非常多，例如密度的定义是质量和体积的比值，压强的定义是压力和面积的比值，电阻的定义是电压和电流的比值等等． 生2：高中物理中的速度的定义是位移和时间的比值，加速度是速度变化量和时间的比值． 师：某一个物理量与时间的比值叫做这个物理量的变化率，速度是位移的变化率，加速度是速度的变化率，功率应该叫做功的变化率．你还能不能举出这样的例子? 生：一天内温度在不同时段变化的快慢是不一样的，我们就可以用温度的变化率来表示温度变化的快慢． 师：刚才这位同学举的例子很好，希望同学们仔细观察，找出更多的这种表示的例子． 师：公式p＝w/t是平均功率还是瞬时功率? 生1：p＝w/t指平均功率． 生2：我觉得用这个公式也可以表示瞬时功率，当△t→0。时，即表示瞬时功率． 师(微笑鼓励)：这位同学补充得非常好．我们在什么地方也学过这种方法? 生：在对速度进行定义时我们也用了这种方法，速度的定义式是v＝x／t，这个公式即可以表示平均速度，也可以表示瞬时速度，方法是当△t→0时，公式表示的速度就是瞬时速度． 师：这种方法叫做极限的方法，我们在今后学习中有很多地方要用到这种方法，希望大家认真体会． 师：下面大家阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的? 学生阅读课本相关内容，思考并回答老师的提问． [交流与探究] 把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑，如图5．3—1所示．仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个力的作用?哪些力做正功?哪些力做负功?哪些力没有做功?如果使斜面的倾角增大，情况会有什么变化?倾角增大时，功率是否也增大? 二、额定功率和实际功率 生：实际功率：指机器工作中实际输出的功率．额定功率：指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值． 师：额定功率和实际功率的关系是什么? 生：机器不一定都在额定功率下工作．实际功率总是小于或等于额定功率．实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏． 师：那么在机车启动和运行过程中，发动机的功率是指的牵引力的功率还是合外力的功率? 生：应该是指的牵引力的功率，因为发动机是提供牵引力的． 师：在功的公式中功与力和位移有关，功率的定义式中功率与功和时间有关，那么功率和速度又有什么关系呢?大家通过几个相关的公式来推导一下． 三、功率和速度 (学生思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式) 生：根据功的计算式w＝FLcosa和功率的计算公式P＝w/t，可以得到P＝FLcosa/t，而L／t=v，所以P＝Fvcosa. 师：a指的是什么?什么时候a＝0? 生：a指的是受力方向和速度方向的夹角，当力的方向和速度方向在一条直线上时，a＝0． 师：我们把这个公式简化一下，当a＝o时P＝Fv，那么这个公式是表示的平均速度还是瞬时速度呢? 生：公式p＝Fv中若v表示在时间t内的平均速度，p就表示力F在这段时间t内的平均功率；如果时间t取得足够小，公式P＝Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率． 问题：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。 根据公式P=Fv： ①当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。 当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。 ②当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。 汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。 ③当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。 起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。
[讨论与交流] 有同学认为：根据p＝Fv。，机械的功率p一定，F与v成反比，那么，当v趋于零时，F将趋于无穷大；当F趋于零时，v趋于无穷大．因此，哪怕功率较小的机械，也可能获得很大的牵引力或很大的运动速度．你对此有何看法?同学们展开讨论，发表各自的观点． [小结] 本节讲述功率的概念、功率公式的应用．功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量．要使学生确切地理解公式p＝Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解． 瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点．学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了．如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础． 关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式． 这里可以增加一节习题课，对前三节也就是第一单元进行复习，总结这几节的规律． 关于功率的计算 ［例1］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。 解析：物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，
根据牛顿第二定律，可求出加速度a=Fm=2 m/s2，则：
物体在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物体在3 s内的位移s=21at2=9 m （1）力F做的功W=Fs=6×9 J=54 J
（2）力F在3 s内的平均功率P=Wt=18 W（或26620vFvFPW=18 W ） （3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6 W=36 W 关于机车的启动问题 ［例2］汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10ｍ/s2，问： ①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少? ②若汽车保持0.5ｍ/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间? 解析：①当牵引力F大小等于阻力f时，汽车的加速度a=０，速度达到最大值vm，据公式Ｐ=Fv，可得出汽车最大速度vm P额=Fv=fvm