高中物理第七章机械能守恒定律第3节功率教案新人教版必修2

机械能守恒定律（一）【学习目标】1.理解和掌握机械能守恒定律2.能熟练地运用机械能守恒定律解决实际问题【学情调查，情境导入】⒈物体运动时，重力对它做的功只跟它的和的位置有关，而跟物体运动的无关，重力功的公式为W G= 。

⒉物体由于被举高而具有的叫做物体的重力势能，常用E P表示，表达式E P= ，是量。

⒊重力势能具有相对性，选择不同，物体的重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值是。

⒋重力做正功时，重力势能，克服重力做功时，重力势能，重力做功与重力势能变化的关系是。

⒌弹性势能的大小与和有关。

⒍弹力做功与弹性势能变化的关系是。

7. 机械能包括能和能，重力做功能和能可以转化，弹力做功能和能可以转化。

8. 机械能守恒定律：在做功的物体系统内，与可以而总的保持不变。

9.判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化．如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒.(3)用能量转化来判断：若系统中只有动能和势能的相互转化，而无机械能与其他形式的能的转化，则系统的机械能守恒.10．机械能守恒定律的各种表达形式11．解题步骤⑴确定研究对象和研究过程。

⑵判断机械能是否守恒。

⑶选定一种表达式，列式求解。

【问题展示，合作探究 】 【例1】如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A 点，弹簧处于原长h .让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中( ). A.圆环机械能守恒 B.弹簧的弹性势能先增大后减小 C.弹簧的弹性势能变化了mgh D.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大【例2】关于机械能是否守恒，下列说法正确的是( ). A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.做圆周运动的物体机械能一定守恒 C.做变速运动的物体机械能可能守恒 D.合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒【例3】 如图所示，半径为R 的光滑半圆上有两个小球B A 、，质量分别为M m 和，由细线挂着，今由静止开始无初速度自由释放，求小球A 升至最高点C 时B A 、两球的速度？【例4】如图所示，均匀铁链长为L ，平放在距离地面高为L 2的光滑水平面上，其长度的51悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？【达标训练，巩固提升】1．如图所示，两物体A 、B 从同一点出发以同样大小的初速度v 0分别沿光滑水平面和凹面到达另一端，则（ ）A ．A 先到B ．B 先到C ．A 、B 同时到达D ．条件不足，无法确定2．将一球竖直上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，则其上升和下降两过程的时间及损失的机械能的关系是（ ） A ．上t >下t ，E ∆上>E ∆下 B ．上t <下t ，E∆上<E∆下C ．上t <下t ，E∆上=E∆下 D ．上t =下t ，E ∆上=E∆下3．如图所示，桌面高度为h ，质量为m 的小球，从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（ ）A ．mghB ．mgHC ．mg （H +h ）D ．mg （H -h ） 4．如图所示，质量、初速度大小都相同的A 、B 、C 三个小球，在同一水平面上，A 球竖直上抛，B 球以倾斜角θ斜和上抛，空气阻力不计，C 球沿倾角为θ的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为A h 、B h 、C h ，则（ ）A ．CB A h h h == B ．C B A h h h <= C ． C B A h h h >=D ．C A B A h h h h >>, 5．质量相同的两个小球，分别用长为l 和2 l 的细绳悬挂在天花板上，如图所示，分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，当小球到达最低位置时（ ）A ．两球运动的线速度相等 B ．两球运动的角速度相等C ．两球运动的加速度相等D ．细绳对两球的拉力相等 6．一个人站在阳台上，以相同的速率v 0，分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率（ ） A ．上抛球最大 B ．下抛球最大 C ．平抛球最大 D ．三球一样大7．如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M 的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m 的砖码，则当砝码着地的瞬间（小车未离开桌子）小车的速度大小为__________________，在这过程中，绳的拉力对小车所做的功为________________。

7.3功率教学目标本节课主要讲述了有关功率的概念，以及瞬时功率和平均功率的计算，并且探究了机车启动的两种方法，利用所学时间解决生活中的时间问题教学重、难点 重点：1．理解功率的概念。

2．知道功率的种类及其计算。

难点：1．功率的表达式P =F ·v 的物理意义和运用。

2．瞬时功率和平均功率的计算。

课前准备先按照班级人数分组，设计好要谈论的问题，保证课堂有序进行 教学过程 功率（1）功率：功跟完成这些功所用时间的比值. ①定义式： ②表示做功的快慢③功率是一个标量，有正负之分，正值表示做功的力为动力，负值表示做功的力为阻力. （2）常见的几种功率①额定功率：机械长时间正常工作时的最大输出功率.②实际功率：机械工作时的实际功率，实际功率应不大于额定功率，否则会缩短机器寿命.③平均功率：一段时间内做功的平均快慢程度. ④瞬时功率：某时刻做功的快慢程度. （3）公式 ①，是物体在时间t 内的平均功率. ②P=F v cos α，α是与v 的夹角，此式既可用于求平均功率，也可用于求瞬时功率. ③，给出了计算功的一种方式.WP t=WP t=F W Pt =例1. 测定运动员体能的一种装置如图所示．运动员质量为m1. 绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率匀速向右运动．下面是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是（）A．人对传送带做功B．人对传送带不做功C．人对传送带做功的功率为m2g vD．人对传送带做功的功率为（m1+ m2）g v解析：由于人相对地静止(重心不动)，所以传送带对人不做功.但是，人却对传送带做功.原因是人给传送带的摩擦力使传送带在力的方向上有位移，实际上也正是人不断地对传送带做功，才能维持传送带的匀速运动，所以A、C均不正确.人对传送带做功的功率应为P=F f v，F f为人给传送带的摩擦力.以人为研究对象可分析出F f=mg，所以P=mg v，B正确.体重相同的运动员，对皮带做功的功率越大，说明单位时间内转化出的生物能越多，其体能越好.不同体重的运动员，可用单位体重产生的功率即mg mMg M=v v表示其体能的优劣，所以D正确.本题答案为BD.答案：BD例2.质量m＝5.0 kg的物体，以10 m/s的速度水平抛出．求抛出后第1 s内重力做功的平均功率和抛出后第1 s末重力的瞬时功率．解析：根据功率的概念，重力的功率等于重力与重力方向上速度的乘积，水平方向分速度的大小与功率无关．P＝F v中的速度v是物体竖直方向的平均速度时，所对应的P则是平均功率；当v是瞬时速度时，所对应的P则是瞬时功率．物体平抛后在竖直方向上做的是自由落体运动．所以第1 s内竖直方向的平均速度为：111101222tgt===⨯⨯v v m/s＝5m/s所以第1 s内物体所受重力的平均功率为：5.0105mg==⨯⨯P v W＝250 W物体第1 s末竖直方向的瞬时速度为：v＝gt＝10×1 m/s＝10 m/s所以第1 s末重力的瞬时功率为：P＝mg v＝5.0×10×10 W＝500 W机车的两种启动方式一、机车以恒定功率启动的运动过程1、机车以恒定的功率P启动后，若运动过程中所受的阻力不变，由于牵引力F＝P v，根据牛顿第二定律：F－f＝ma 即Pv－f＝ma所以：P f am =-mv当速度v增大时，加速度a减小。

第3节功率一、功率1．定义：功W 与完成这些功所用时间t 的比值。

2．定义式：P ＝W t。

3．单位：国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W 。

1 W ＝1 J/s,1 kW ＝103W 。

4．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。

5．额定功率与实际功率 (1)额定功率电动机、内燃机等动力机械在额定转速下可以长时间工作时输出的功率。

(2)实际功率动力机械工作时实际消耗的功率。

二、 功率与速度 1．功率与速度的关系式1．功与完成这些功所用时间的比值叫做功率，即P ＝Wt，表示做功的快慢。

2．公式P ＝W t一般用来计算平均功率，瞬时功率用公 式P ＝Fv 进行计算，假设v 取平均速度，那么P ＝Fv 为 平均功率。

3．汽车上坡时，司机要“换挡〞来减小速度，这样在发 动机功率相同的情况下可以获得较大的牵引力；汽 车在平直公路上，所受阻力较小，可以使用高转速 比的挡位获得较大的速度。

4．注意额定功率与实际功率、瞬时功率与平均功率的 区别。

P ＝Fv (F 与v 方向相同)。

2．推导⎭⎪⎬⎪⎫功率定义式：P ＝W t功的计算式：W ＝Fl 位移：l ＝vt→P ＝Fv3．应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P 一定时，牵引力F 与速度v 成反比，要增大牵引力，就要减小速度。

1．自主思考——判一判(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。

(√) (2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。

(×) (3)物体的速度为v ，那么重力的功率一定是mgv 。

(×) (4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。

(×) (5)汽车以恒定功率启动时，加速度减小。

(√) 2.合作探究——议一议(1)去过泰山的同学会遇到挑山工，假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶，两者对货物做的功相同吗？做功的功率相同吗？提示：两者对货物做的功都等于克服重力做的功，由于将相同的货物运往相同高度的山顶，因此两者做相同的功，而用缆车运送货物所用时间远小于挑山工的用时，根据功率定义知缆车的做功功率远大于挑山工的做功功率。

高中物理第七章机械能守恒定律 7.3 功率导学案新人教版必修2第三节功率【学习目标】理解功率的概念，知道什么是瞬时功率和平均功率正确理解P ＝和P＝Fv的意义，并能用来解释有关现象和进行计算知道什么是额定功率与实际功率，知道功率在生活中的应用【学习过程】学习任务一：阅读课本理解功率的概念及物理意义，掌握两种表达形式，检查你的理解是否正确关于功率的概念，以下说法正确的是( )A、功率是描述力对物体做功多少的物理量B、由P＝W/t可知，功率与时间成反比C、由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零D、某个力对物体做功越快，它的功率就一定大学习任务二：参考恒定功率启动情况分析恒定加速度启动情况机车以恒定功率启动的情况。

P一定，v变大，F变小a变小，当a＝0时，v不变，机车匀速前进，这时F＝Ff，而速度vmax＝为机车运行的最大速度，以后保持vmax匀速运动。

其过程如下：若以恒定加速度启动：学习任务三：完成下列题目，检测学习收获。

1、关于功率，下列说法中正确的是 ( )A、根据P＝可知，机械做功越多，其功率就越大B、根据P＝Fv可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比C、根据P＝可知，只要知道时间t内所做的功，就可知任意时刻的功率D、根据P＝Fv可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比2、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。

力F的大小与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 ( )A、3t0时刻的瞬时功率为B、3t0时刻的瞬时功率为C、在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D、在t＝0时3t0这段时间内，水平力的平均功率为3、一辆汽车质量为1103kg，最大功率为2104W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定。

发动机的最大牵引力为3103N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示。

第3节 功率一、功率┄┄┄┄┄┄┄┄①1．定义：力做的功W 与完成这些功所用时间t 的比值叫做功率。

影响功率的两个因素：一是功的多少；二是时间的长短。

2．定义式：P ＝W t。

3．意义：功率是表示做功快慢的物理量，功率大表示物体做功本领大，即单位时间内做功多。

4．单位：功率在国际单位制中用瓦特表示，简称瓦，符号为 W ，1 W ＝1 J/s 。

5．额定功率和实际功率的比较[说明]功率P ＝W t实际上反映了t 时间内做功的平均快慢——平均功率。

①[判一判]1．功率是描述力对物体做功快慢的物理量(√) 2．力对物体做功越多，功率就越大(×)3．各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率(√) 4．某机械工作时的实际功率一定比额定功率小(×) 二、功率与速度┄┄┄┄┄┄┄┄②1．公式：P ＝Fv ，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 取平均速度，此式也可用来计算平均功率。

[注意](1)应用公式P ＝Fv 解题时首先应明确它的适用范围：F 与v 方向相同。

(2)若F 的方向与v 的方向的夹角为α，由W ＝Fl cos α、P ＝W t得功率应为P ＝Fv cos α。

可见计算功率时必须考虑作用力F 与物体运动方向v 的夹角。

②[选一选]质量为m 的物体，自高为h 、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，经历时间t 到达斜面底端，到达斜面底端时的速度为v 。

物体刚滑到斜面底端时，重力做功的功率是( )A．mgv B．mgv sin θC．mgv cos θ D．mgv tan θ解析：选B 物体滑至斜面底端时重力做功的功率为：P G＝mgv y＝mgv sin θ，故B正确。

1. 平均功率与瞬时功率的比较2.对公式P＝Fv的理解(1)F、v、P的对应关系①同时性：P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的，但应用P＝Fv时，三者一定对应同一时刻；②同体性：P、F、v是对应于同一物体的三个物理量，对不在同一物体上的三者关系的讨论毫无意义；③同向性：P＝Fv应用时F与v同向，若F的方向与v的方向成α角，则P＝Fv cos α。

3 功率学习目标1.理解功率的概念;2.知道功率的定义和定义式P=,能够用公式P=解答有关的问题;3.知道公式P=Fv的物理意义,能够用公式P=Fv解答有关的问题;4.区别理解额定功率、实际功率和最大功率.自主探究一、功率1.意义:表示做功的.2.定义:一个力所做的功跟的比值,叫做功率.定义式:P=3.单位:,简称瓦,用表示.4.功率是(选填“标量”或“矢量”).二、额定功率和实际功率实际功率指机器功率.额定功率指机器功率,也就是机器铭牌上的标称值.注意:机器实际功率可以额定功率,不能额定功率.三、功率和速度某物体在力F的作用下,沿着F的方向做匀速直线运动,速度大小为v,则:1.物体在t秒内的位移l=2.t秒内F做的功W=3.功率与力F、速度v的关系:功率P=合作探究在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的货物从地面运到三楼,方式一:搬运工分批搬运,需时间3h方式二:工人利用滑轮将重物提升,需时间3min方式三:用另一台起重机提升,需时间30s上述三种情况下,把货物由地面运到三楼时,请思考以下问题:(1)用不同的方式,对货物所做的功是否相同?(2)所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相同?结论:对重物所做的功,但所用时间,说明做功不同. 【总结交流】比较不同的物体做功快慢的情形:1.2.3.(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)一、功率1.定义:2.定义式:3.物理意义:4.单位:二、额定功率与实际功率【讨论交流1】长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程呢?为什么?1.额定功率:2.实际功率:三、功率P与力F、速度v的关系【讨论交流2】将一个质量为M的小钢球由静止释放,下落t时间内的下落高度为h,试求小球下落的功率?提出问题:如果我们要表示瞬时功率与功、时间的关系,功率的表达式又应该怎样写呢?【创设问题情境】某物体沿位移的方向受恒力F,在t时间内发生的位移为l,试求此时间内F的功率为多少?总结:功率与力、速度的关系推导及公式(F与位移l或速度v同方向)【议一议】由v=求出的是物体在时间间隔t内的平均速度,代入得到公式P=Fv求出的功率是F在时间t内的;如果时间间隔t取得足够小,则v=表示瞬时速度,此时由P=Fv求得的功率就是F在该时刻的.即力F的瞬时功率等于力F和物体运动的乘积.注意公式P=Fv中力F与速度v的方向在同一条直线上,如果F与v的方向不在一条直线上又该怎样处理?【变式与拓展】某物体受恒力F在t时间内发生一段位移为l,F与位移l的方向夹角为α,试求此时间F的功率为多少?总结:功率与力、速度的关系推导及公式(F与位移l或速度v夹角为α)【实例分析】汽车在平直公路行驶时,若前方遇到了一段较陡的上坡路段,汽车司机要做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶?为什么?教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论:①货车和小轿车的比较;②一辆汽车载重和空车时在公路上以额定功率行驶的比较.【巩固训练】【例1】质量m=3kg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=3s,求:(1)力F在t=3s内对物体所做的功.(2)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率.(3)在3s末力F对物体做功的瞬时功率.【例2】汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5 t,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启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?课堂检测1.关于功率的概念,以下说法正确的是( )A.功率大说明物体做功多B.功率小说明物体做功少C.物体做功越多,其功率越大D.物体做功越快,其功率越大2.在一次举重比赛中,一名运动员在抓举比赛时,将质量为127.5kg的杠铃举起历时约2s,该运动员在举起杠铃运动中的平均功率约为( )A.几十瓦左右B.一千瓦左右C.几十千瓦左右D.几百千瓦左右3.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是( )A.减小速度,得到较小的牵引力B.增大速度,得到较小的牵引力C.减小速度,得到较大的牵引力D.增大速度,得到较大的牵引力4.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度二次方成正比,当飞机以速度v水平匀速飞行时,发动机的功率为P.若飞机以速度3v水平匀速飞行时,发动机的功率为( )A.27PB.9PC.18PD.3P5.如图所示,在天花板上的O点系一根细绳,细绳的下端系一小球.将小球拉至细绳处于水平的位置,由静止释放小球,小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中,下面说法正确的是( )A.小球受到的向心力在逐渐变大B.重力对小球做功的平均功率为零C.重力对小球做功的瞬时功率逐渐增大D.由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直,所以拉力对小球做的功为零6.同一恒力按同样的方式施于物体上,使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时,恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2,则二者的关系是( )A.W1>W2、P1>P2B.W1=W2、P1<P2C.W1=W2、P1>P2D.W1<W2、P1<P27.某同学进行体能训练(如图所示),用了100s时间跑上20m高的高楼,试估测她登楼的平均功率最接近的数值是( )A.10WB.100WC.1kWD.10kW8.一个小孩站在船头,如图所示两种情况用同样大小的拉力拉绳,经过相同的时间t(船未碰)小孩所做的功W1、W2及在时刻t小孩拉绳的即时功率P1、P2的关系为( )A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P29.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P.快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )10.如图所示为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为m1,绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),绳的下端悬挂一个质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面说法中正确的是( )A.绳子拉力对人做正功B.人对传送带做正功C.运动时间t后,运动员的体能消耗约为m2gvtD.运动时间t后,运动员的体能消耗约为(m1+m2)gvt11.中国海军第二批护航编队于4月2日赴亚丁湾、索马里海域执行护航任务.其中的“深圳”号导弹驱逐舰额定功率为3×104kW,当以最大的速度航行时,所受的阻力为2×106N,则该驱逐舰的最大航速为m/s,此时牵引力的大小为N.12.如图所示是一学生骑车爬坡的情形.假如他骑车时的最大功率是1200W,车和学生的总质量为75kg,斜坡倾角为30°,运动过程中受到的摩擦阻力恒为60N,则此学生骑车上坡的最大速度是多少?假如他在水平路面上骑车,最大速度可达到多少?(g取10m/s2)13.质量为2000kg的汽车在平直公路上行驶,所能达到的最大速度为20m/s,设汽车所受阻力为车重的0. 2倍(即F f=0.2G).如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s2的加速度由静止开始做匀加速行驶,试求:(1)汽车的额定功率;(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力;(3)汽车在3s内牵引力所做的功;(4)汽车在第3s末的瞬时功率;(5)试画出汽车在8s内的P t图象.参考答案自主探究一、1.快慢2.完成这些功所用时间t3.瓦特W4.标量二、实际工作时的输出正常工作时的输出小于超过三、1.vt2.Fvt3.Fv合作探究相同不相同快慢1.选择相同时间,比较做功多少,做功多的,做功就快;2.选择做相同的功,比较做功的时间长短,时间长的,做功就慢;3.如果做功的多少和所用的时间不同,用做功和完成这些功所用的时间的比值来比较,比值小做功慢,比值大做功快.一、功率1.功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率.2.P=3.表示物体做功快慢的物理量.4.国际单位:瓦特(W),常用单位:千瓦(kW)或焦耳每秒(J/s)二、额定功率与实际功率1.指机械在长时间正常工作时的最大输出功率,也是机械发动机铭牌上的标称值,额定功率是动力机械重要的性能指标,一个动力机械的额定功率是一定的.2.机械在运行过程中的功率是实际功率,实际功率可以小于额定功率,可以等于其额定功率(称满负荷运行),但不能长时间大于额定功率,否则会损坏机械.三、功率P与力F、速度v的关系【讨论交流2】 P=【创设问题情境】P==Fv【议一议】平均功率瞬时功率瞬时速度【变式与拓展】P==Fv cosα【实例分析】(1)根据P=Fv知,在速度不变时,牵引力F与功率P成正比,汽车加大油门,增加发动机的输出功率,获得较大的牵引力,但是这样有可能超过了机车的额定功率而过热损坏.(2)根据P=Fv知,在功率一定时,牵引力F与速度v成反比,遇上坡路段时当司机将发动机的速度挡位调低后,速度减小了,牵引力加大了,只要牵引力足够,汽车便可顺利上坡.然而,在发动机功率一定时,通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力来提高速度,效果都是有限的.所以,要提高速度和增大牵引力,必须提高发动机的额定功率,这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大型发动机的原因.【巩固训练】【例1】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==2m/s2,则物体在3s末的速度v=at=6m/s,物体在3s内的位移s=at2=9m(1)力F做的功W=Fs=6×9J=54J(2)力F在3s内的平均功率P==18W(或P=F=F=6×W=18 W)(3)3s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6W=36 W【例2】解析:(1)当牵引力F大小等于阻力F f时,汽车的加速度a=0,速度达到最大值v max,据公式P=Fv,可得出汽车最大速度v maxP额=Fv=F f v maxv max==12m/s(2)汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候,设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵,阻力为F f,据牛顿第二定律,有F牵=F f+ma=0.1mg+ma=7500N当汽车的功率增大到额定功率时,汽车做匀加速过程结束,设这时汽车的速度为v max',据功率公式P=Fv得:v max'==8m/s设汽车能维持匀加速运动的时间为t0,则:v max'=at0得:t0==16s课堂检测1.D2.B3.C4.A5.AD6.B7.B8.C9.C 10.BC11.15 2×10612.2.76m/s 20m/s13.(1)80kW (2)8000N (3)72000J (4)48kW (5)如图解析:(1)P=F f v=0.2Gv max=80kW(2)F=F f+ma=8000N(3)s=at2=×2×32m=9mW F=Fs=8000×9J=72000J(4)P=Fv=Fat=48kW。

功率路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？预测学生的回答可能有：（1）加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。

（2）汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。

（3）……师生共同分析：（1）根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率（超过额定功率），发动机将因超负荷而过热损坏。

（2）这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如：（1）汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，为什么？（2）汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？（3）起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？教师：由P = W t求出的是瞬时功率还是平均功率?学生小组讨论后得出：由公式P = W t求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式P = W t求出的功率是平均功率。

教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？（人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。

）教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？（奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速。