魯科版必修二13《功率》03(文件)
【正文】 變小，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車開(kāi)始以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)； ②汽車在啟動(dòng)過(guò)程中的功率始終等于汽車的額定功率； ③汽車的牽引力 F和阻力 f始終滿足牛頓第二定律 F f=ma； ④汽車的牽引力 F和瞬時(shí)速度 v始終滿足 P=P 額 =Fv ⑤在啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)，牽引力和阻力平衡，此時(shí)有 P 額 =Fvm = f vm ⑥從能的角度 看，啟動(dòng)過(guò)程中牽引力所做的功分別用以克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能，即 W 牽 = 221mmv+W 阻 （ 2）汽車以恒定的牽引力 F啟動(dòng)時(shí)，若汽車受到的阻力 f是不變的，汽車做的是加速度 a = (Ff) / m的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，汽車的實(shí)際輸出功率 P隨汽車速度增大而增大，直至汽車輸出功率等于額定功率，勻加速過(guò)程結(jié)束，此時(shí)汽車速度達(dá)到勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的最大速度 v1m，接著汽車保持額定功率不變，汽車通過(guò)減少牽引力繼續(xù)加速，進(jìn)一步提高速度，直到加速度 a＝ 0，最后做勻速行駛運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最終的最大速度。 （ 2）汽車在斜坡上啟動(dòng)過(guò)程剛結(jié)束時(shí)，因?yàn)闋恳?、阻力和重力沿斜坡向下的分力三者平衡，上坡時(shí)有 F =f+mgsinθ ， P 額 =Fvm =（ f+mgsinθ ） vm，下坡時(shí)有 F =f－ mgsinθ ，P 額 =Fvm =（ f－ mgsinθ ） vm。 一個(gè)成年人在熟睡的時(shí)侯，消耗的功率大約是 80w， 這個(gè)功率用來(lái)維持其身體的代謝，因此把這個(gè)功率叫做基本代謝率。在更加劇烈的運(yùn)動(dòng)情況下，例如在百米賽跑中，一個(gè)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員消耗的功率可超過(guò) 1000w。1736年 1月 19日生于蘇格蘭格林諾克。在大學(xué)里他經(jīng)常和教授討論理論和技 術(shù)問(wèn)題。 科學(xué)成就 1763年，瓦特修理格拉斯哥大學(xué)的一臺(tái)紐可門泵，得以仔細(xì)研究了結(jié)構(gòu)和工作原理，找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結(jié)所在，他終于想出了加一個(gè)與汽缸分離的冷凝器，汽缸外裝上絕熱套子，使它一直保持高溫，新的蒸汽機(jī)的效率大大提高。蒸汽機(jī)車加快了 19世紀(jì)的運(yùn)輸速度。在旁的外祖母對(duì)瓦特的這種無(wú)聊動(dòng)作極為不滿，加以訓(xùn)斥。 。 蒸汽機(jī)與產(chǎn)業(yè)革命 羅爾特所著《詹姆斯 趣聞?shì)W事 童年時(shí)代的瓦特和茶壺的故事 一天晚上，瓦特和一個(gè)小女孩在家里喝茶。瓦特還設(shè)計(jì)了離心節(jié)速器，利用反饋原理控制蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速。 1785年，他也因蒸汽機(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn)，被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。瓦特在父親做工的工廠里學(xué)到許多機(jī)械制造知識(shí)，以后他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。而馬可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以 500w的功率做機(jī)械功，在短時(shí)間內(nèi)的機(jī)械功率可以達(dá)到 700～ 800w，可見(jiàn)，人輸出機(jī)械功的本領(lǐng)比起馬的本領(lǐng)小多了。在中等劇烈的運(yùn)動(dòng)中，a= mfF? F一定 P↑ =Fv↑ P隨 v增 大而增大 當(dāng) P=P 額 時(shí) ， a= mfF? ≠ 0 v繼續(xù)增大 F=P 額 /v↑ a= m fF ?? ↓ a=0 時(shí) ， v 達(dá)到最大 vmax，此后勻速運(yùn)動(dòng) 勻加速直線運(yùn)動(dòng) 變加速 （ a） 直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)折點(diǎn) 例如以 5m/s的速度騎自行車時(shí)，騎車人消耗的功率約為 500 w。若以恒定牽引力啟動(dòng)，上坡時(shí)牽引力做功也有三個(gè)方面的作用，一是克服阻力做功，二是增加汽車的重力勢(shì)能，三是增加汽車的動(dòng)能；下坡時(shí)牽引力、重力做正功有兩個(gè)方面的作用，即克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能。 這一過(guò)程中各量的變化，可用下列流程圖來(lái)表示。關(guān)于汽車的啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)較為復(fù)雜的物理過(guò)程，兩種常見(jiàn)的啟動(dòng)過(guò)程分析如下： 汽車（或機(jī)車）在平直路面上啟動(dòng)和行駛過(guò)程 （ 1）汽車（或機(jī)車）以恒定的功率啟動(dòng)和行駛過(guò)程（請(qǐng)把握教材的難度和課標(biāo)的難度） 汽車牽引功率 P保持恒定時(shí)，由 P = F v可知，牽引力大小 F與速度 v成反比。 本設(shè)計(jì)從學(xué)生日常生活中的例子出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步的思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后通過(guò)實(shí)例分析揭示問(wèn)題的本質(zhì)；在此過(guò)程教師留給學(xué)生獨(dú)立思考的空間和時(shí)間，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中充滿問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，有效培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和探究問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可讓學(xué)生通過(guò)實(shí)物展臺(tái)進(jìn)行交流匯報(bào)，師生共同觀看，最后還可以進(jìn)行評(píng)選活動(dòng)。 （激勵(lì)積極思考、設(shè)計(jì)可行方案，動(dòng)腦動(dòng)手，體驗(yàn)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)方法和感受實(shí)驗(yàn)成果的喜悅。 教師：（課件展示） （ 1）當(dāng)牽引力 F一定時(shí)，功率 P和速度 v之間有什么關(guān)系？ （ 2）當(dāng)速度 v一定時(shí)，牽引力 F和功率 P之間關(guān)系如何？ （ 3）當(dāng)輸出功率 P一定時(shí)，牽引力 F和速度 v之間有什么關(guān)系？ 根據(jù)公式 P =F v可知，物體的運(yùn)動(dòng)速度 v與牽引力 F成反比，如果汽車需要較大的牽引力，就必須減小運(yùn)動(dòng)速度。通常用定義式 P=W/t描述，只有當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才等于瞬時(shí)功率。 ② 實(shí)際功率： 機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際輸出的功率是實(shí)際功率。） 說(shuō)明：讓學(xué)生通過(guò)思考自己身邊所熟悉的問(wèn)題，認(rèn)識(shí)額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。） 思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？ 教師：由 P = W / t求出的是瞬時(shí)功率還是平均功率 ? 學(xué)生小組討論后得出：由公式 P = W / t求出的功率，反映了該
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