浙教版九年级科学上册3.3能量转化的量度-《功---率》导学案(二)

3.3 能量转化的量度-功 率 第 2 课时 功率的测量及变形式的应用 1. 会测量功率； 2. 会应用功率公式的变形式。 功率的测量 ●自主预习： 学校新购了一箱物理器材，小云同学将它从一楼搬到三楼，小彬同学想测定 小云搬运器材过程中对箱子做的功的功率。 【实验器材】 秒表、卷尺、磅秤； 【实验步骤】 小彬同学设计了测量步骤如下，其中多余的是（ B ） A.测出箱子的质量 m B.测出楼梯的总长度 l C.测出一楼到三楼的竖直高度 h D.测出小云上楼所用的时间 t E.算出出小云搬运箱子的功率 P ●小组讨论： 在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨 论后得出的三套方案，其中可行的是（ D ） （1）相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可以比较功率大 小； （2）爬到杆顶，测量出各自的的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小； （3）爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进 行比较。 A.只有（1） B.（1）、（2) C.(1)、(3) D.(1)、(2)、(3) ●教师点拨： 要测出机械功率 P，只需想办法测出机械功 W 和对应的做功时间 t，由功率 的计算公式 P=W/t 即可求出功率。 ●跟踪练习： 1.李华同学用了半分钟时间，从一楼上到二楼，他上楼的功率为 80W，则他所做 的功为多少 J？ 解：由 P=W/t 可得 W=Pt=80 W×30 s=2400J 2．甲乙两人做功之比是 5：6，所用时间之比是 2：3，则他们的功率之比是： 5∶ 4 。甲同学重 600N，乙同学重 500N，他们进行登楼比赛，从一楼跑上六楼甲用 了 60s，乙用了 40s，则 甲 同学做功较多， 乙 同学功率较大． 3．质量为 50kg 的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用 12s 爬到了 5m 高的杆顶： （1）何勇受到的重力是多少？ （2）何勇爬杆过程中做了多少功？功率多大？ 解：（1）何勇受到的重力：G=mg=50kg×9.8N/kg=490N； （2）何勇爬杆过程中做的功：W=Gh=490N×5m=2450J，功率：P=W/t＝2450/12s ≈204 W。 功率变形式的应用 ●自主预习： 功的计算公式 W= Fs ，功率的计算公式 P= W/t 。 ●小组讨论： 1．公式 P=FV 的推导： 如何由 P=W/t 推导出 P=FV？ P= W/t=Fs/t=Fvt/t=Fv 。 2．公式 P=FV 应用： ①一汽车重 20000N，受到的阻力是车重的 1/20，当汽车以 20m/s 的速度行驶时 汽车的功率是多大？ 解：汽车受到的阻力 F 阻=G 车/20=1000N 由公式 P=W/t的推导式 P=FV 可得汽车的功率Ｐ＝FV＝1000N×20m/s=20000W ②请解释为什么汽车在爬坡时总是换低速档？而在平路上换高速档？ 由公式 P=W/t 的推导式 P=FV 可知，汽车的功率一定，上坡时需要获得较大的牵 引力 F，就必须减小爬坡速度 V，所以要爬坡换低速档，平路不需要很大的牵引 力，所以换高速档可以提高运行速度。 ●教师点拨： 因为 P=W/t，W=Fs，所以 P=Fs/t=Fv。该公式可以计算瞬时功率。如果在拉 力 F 作用下物体做匀速直线运动，则 F 做功的快慢也将不变。该公式表示：某个 力做功的功率，等于这力乘以这个力的作用点的速度。注意公式中速度 v 的单位 必须是 m/s。 ●跟踪练习： 1.功率为 10 千瓦的拖拉机在平直公路上匀速前进．受到的阻力是 2000 牛，在半 小时内拖拉机做了多少焦的功？前进了多少米？ 解法一：半小时内拖拉机做的功 W=pt=10kw×1800s=1.8×107J 由公式由 W=Fs 可得前进距离 S=W/F=1.8×107J/2000N=9000m 解法二：由公式 P=W/t 的推导式 P=FV， 则拖拉机的运行速度ｖ=P/F=10000W/2000N=5m/s 前进距离 s=vt=5m/s×30×60s=9000m 半小时内拖拉机做的功 W=Fs=2000N×9000m=1.8×107J 2.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为 2000N，速度为 108km ／h。 （1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。 (2)求牵引力在 10 min 内所做的功。 (3)若发动机的牵引力用 F 表示，小汽车的速度用 V 表示，请推导出牵引力的功 率 P=Fv 解：（1）小汽车匀速直线运动时阻力 f=F=2 000 N； （2）牵引力在 10 min 内所做的功 W=Fs=Fvt=3.6×107 J； （3）牵引力的功率 P=W/t=F/st=Fv