第四章 2．功率（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（教科版2019）

课程标准 核心素养 1.理解功率的概念，能运用功率的公式进行有关计算 2.了解额定功率和实际功率的概念，理解平均功率和瞬时功率的含义 3.根据功率的定义导出公式P＝Fv，能用于分析、计算和解释现象 物理观念：理解功率的概念、公式和物理意义 科学思维：能理解额定功率、平均功率、瞬时功率的含义 科学探究：会用极限思想理解瞬时功率表达式P＝Fv，弄清平均功率和瞬时功率的区别，掌握其计算方法 科学态度与责任：通过分析和练习，理解机车的两种启动方式，并能分析、解释实际生活中的现象 一、功率的含义　额定功率 1．定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t的比值。 2．定义式：P＝。 3．单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用W表示。 4．物理意义：功率是标量，它是表示物体做功快慢的物理量。 5．额定功率和实际功率 (1)额定功率是指机器长时间正常工作允许输出的最大功率。 (2)实际运行的功率可以小于或等于额定功率，而不允许长时间超过额定功率。 二、输出功率、作用力和速度之间的关系 1．功率与速度的关系：P＝Fv。 2.在P＝Fv中，若v是物体的平均速度，则P表示时间t内的平均功率；若v是瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率。 3．汽车上坡时，司机换用低速挡，加大油门，可以得到较大的动力。 (1)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝Fv或P＝来计算。 (2)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝Fv来计算，如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算。　　 1．判断正误 (1)由公式P＝知，做功越多，功率越大。(　　) (2)力对物体做功越快，力的功率一定越大。(　　) (3)当汽车的功率一定时，发动机的牵引力越大，汽车的行驶速度越大。(　　) (4)起重机吊起某一重物匀速上升时，物体上升的速度越大，起重机的功率就越大。(　　) (5)当输出功率一定时，速度和牵引力成反比。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√ 2．链接实景 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录： 起重机编号 被吊物体的重力 匀速上升的速度 上升的高度 所用时间 做功 A 2.0×103N 4 m/s 16 m 4 s B 4.0×103N 3 m/s 6 m 2 s C 1.6×103N 2 m/s 20 m 10 s (1)三台起重机哪台做功最多？ (2)哪台起重机做功最快？ 提示：　(1)三台起重机分别做功WA＝GAhA＝3.2×104 J、WB＝GBhB＝2.4×104 J、WC＝GChC＝3.2×104 J，所以A、C做功最多。 (2)B做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢。 学生用书第80页 知识点一　平均功率与瞬时功率 情境：如图所示，小田同学在一个斜坡底端骑自行车。由静止开始加速向上运动，假定他的运动是匀加速运动，经过一段时间骑到坡顶。 讨论： (1)如何计算小田在爬坡过程中的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？ (2)如何计算小田爬到坡顶时的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？ 提示：　(1)利用公式P＝，该功率是平均功率。 (2)利用公式P＝Fv，该功率是瞬时功率。 1．平均功率与瞬时功率的比较 比较项目 定义 公式 平均功率 在一段时间内或某一过程中做功的快慢 P＝或P＝Fv 瞬时功率 物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢 P＝Fv，v为某时刻的速度 2.对P＝Fv的理解 (1)公式P＝Fv中的力F与速度v应共线，若不共线，F与v的夹角为θ，则P＝Fv cos θ。 (2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率。 3．P＝Fv中三个量的制约关系 定值 各量间的关系 应用 P一定 F与v成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度 v一定 F与P成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 定值 各量间的关系 应用 F一定 v与P成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度 如图所示，水平面上固定一足够长的斜面体，倾角为37°，一质量为m＝2 kg的小木块从斜面上由静止开始下滑，已知小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)，求： (1)前2 s内小木块的重力做的功； (2)前2 s内小木块重力的平均功率； (3)2 s末小物块重力的瞬时功率。 解析：　(1)根据牛顿第二定律有mg sin 37