第一章 第2节　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（鲁科版2019）

(1) 重力对球做的功； (2) 竖直挡板以及斜面对球的弹力分别做的功； (3)球所受合力做的功。 解析： (1)由于装置沿水平面运动，重力方向竖直向下，故重力做的功 WG＝0。 (2) 设竖直挡板以及斜面对球的支持力大小分别为 N 和 N′，则 N′cos 30˚＝mg，N′sin 30˚ ( mg )＝N 联立解得 N′＝2 3mg，N＝ 3 ，则竖直挡板以及斜面对球的弹力做的功分别为 3 3 W1＝－Ns＝－ 3mgs 3 W2＝N′s cos 60˚＝ 3mgs 。 3 (3) 球的合力做的功为 W 合＝WG＋W1＋W2＝0。 ( mgL (3)0 )答案：(1)0 (2)－ 3mgL 3 3 【素养目标】 3 第 2 节 功 率 物理观念 理解功率概念及额定功率和实际功率的定义。 科学思维 从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。 科学态度与责任 通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则， 善于合作的良好习惯及学以致用的思想。 一、功率的含义 1. 定义：力所做的功 W 与完成这些功所用的时间 t 之比。 2. ( 。 ) ( ＝ )定义式：P W t 3. 单位：在国际单位制中，功率的单位为瓦特，简称瓦，符号是 W。1 W＝1 J/s，1 kW ＝103 W。 二、常见机械的功率 1. 额定功率：动力机械可以长时间工作的最大允许功率。 2. 实际功率：机械工作时实际输出的功率。 三、功率与力、速度的关系 1. 关系：一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于这个力与物体速度的乘积。 2. 公式：P＝Fv (1) 若v是平均速度，则对应的功率 P＝Fv是 t 时间内的平均功率。 (2) 若v是瞬时速度，则对应的功率 P＝Fv是该时刻的瞬时功率。 3. 应用：由公式 P＝Fv可知，当功率 P 一定时，力 F 与物体运动的速率v成正比。例如，机械正常工作时的功率通常是一定的。车床在切削硬的工件时需要用较大的力，因此要降低车床的运转速度。当速度v一定时，力 F 与功率 P 成正比。例如，汽车上坡时、司机可通过加大油门，提高发动机的输出功率来增大牵引力。 学生用书 第 6 页 1．判断正误 (1)功率大表示做功快，做的功一定多。( × ) (2)功率小的机器做功慢。( √ ) (3)速度大的运动物体功率一定大。( × ) (4)汽车的速度越大，功率一定越大。( × ) (5)机械发动机铭牌上的功率指实际功率。( × ) (6)机车发动机的功率是指牵引力的功率。( √ ) 2．链接实景 如图，泰山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？做功的快 慢相同吗？ 提示： 做功相同，做功的快慢不相同 知识点一 对功率的理解 如图所示，某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船。 (1) 将质量为 m 的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在 t 时间内匀速上升 h 高度。怎样计 算吊车的功率？其瞬时功率是多少？ 提示：吊车对坦克车做的功 W＝mgh，功率 P＝W＝mgh；P 瞬＝Fv＝mgv。 t t (2) 若坦克车在相同的时间 t 内，从静止开始以加速度 a 匀加速上升高度 h 时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？ ( ＝ ＝ ＝ )提示：该过程中吊车的平均功率为P W Fh m（a＋g）h；其瞬时功率为P ＝Fv＝(mg 瞬 t t t ＋ma)at。 1. 公式 P＝W和 P＝F 的比较 ( v )t 项目 P＝W t P＝Fv 适用条件 (1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率 (2)当时间 t→0 时，可由定义式确定瞬时功率 (1) 功率的计算式，仅适用于 F 与v同向的情况，一般用来求瞬时功率 (2) 当v为平均速度时，所求功率为平 均功率 联系 公式 P＝Fv是 P W的推论 ＝ t 2. 应用公式 P＝Fv解题的技巧和要点 (1) 若 F 的方向与v的方向的夹角为α，由 W＝Fs cos α、P＝ 计算功率时必须考虑作用力 F 与物体运动方向v的夹角。 W 得功率应为 t P＝Fvcos α。 (2) 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。 学生用书 第 7 页 一台起重机将静止在地面上、质量为 m＝1.0×103 kg 的货物匀加速竖直吊起，在 2 s 末货物的速度v＝4 m/s。(g 取 10 m/s2，不计额外功)求： (1)起重机在这 2 s 内的平均功率； (2)起重机在 2 s 末的瞬时功率。 解析： 设货物所受的拉力为 F，加速度为 a，则 (1) 由v＝at 得，a＝2 m/s2 F＝mg＋m