第1章 第2节 功率（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

第2节　功率 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.理解功率的概念，知道功率的单位． 2．理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义． 3．理解功率与力、速度之间的关系． 1.能利用P＝进行简单的计算． 2．掌握P＝与P＝Fv的联系与区别． 能利用P＝Fv解释汽车上坡时增大功率、降低速度的原因． [对应学生用书P6] 知识点一 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的比值． 2．公式：定义式为P＝． 3．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量❶，是标量． 4．单位：功率的单位在国际单位制中用瓦特表示，简称瓦，符号为W❷． 1．由公式P＝知，做功越多，功率越大．(×) 2．功率大表示做功快，做的功一定多. (×) 3．功率小的机器做功慢. (√) 知识点二 功率与力、速度的关系 1.关系式 当恒力的方向与物体的运动方向相同时，P＝Fv❸． 2．公式P＝Fv中各物理量间的关系 (1)功率P一定时，物体的运动速度v与力F成反比❹． (2)物体的运动速度v一定时，功率P与力F成正比❺． (3)力F一定时，功率P与物体的运动速度v成正比❻． 3．四种功率 平均功率 ❼ P＝求的是t时间内的平均功率；P＝Fv cos α中，若v为平均速度，则P就是平均功率 瞬时功率 ❽ P＝Fv cos α中，若v为瞬时速度，则P为瞬时功率 额定功率 机械长时间工作时的最大允许功率 实际功率 机械实际工作时消耗的功率，实际功率一般要小于或等于额定功率，尽量避免超过额定功率 1．机械发动机铭牌上的功率是指额定功率．(√) 2．发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作．(×) 3．机车发动机的功率是指牵引力的功率． (√) 批注❶功率大表示做功快，即单位时间内做功多． 批注❷：1 W＝1 J/s 批注❸：推导 P＝Fv 批注❹：汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度． 批注❺：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． 批注❻：汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度． 批注❼：求平均功率时，应明确是哪一段时间内的平均功率． 批注❽：求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率． [对应学生用书P8] 探究点一　P＝和P＝Fv　(能量观念之形成) ►情境探究 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：两者做功相同，时间不同，做功功率不同． ►探究归纳 1．P＝是定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用于求解某段时间内的平均功率． 2．P＝Fv通常用来计算某一时刻或某一位置时的瞬时功率，v是瞬时速度；若代入某段时间内的平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率． 3．关系式P＝Fv中各物理量间的关系 (1)同体关系．关系式P＝Fv中的P、F、v是对应于同一个物体的三个物理量，对于不在同一物体上的情况没有意义． (2)同时关系．P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的，应用关系式P＝Fv进行分析时，这三个物理量一定要对应于运动物体的同一时刻． (3)同向关系．F、v是两个矢量，必须具有相同的方向，若二者方向不同，成一定夹角α时，该关系式变形为P＝Fv cos α. ►对点例练 (2021·定远县育才学校高一期末)如图所示，倾角为30°、长度为10 m的固定光滑斜面，一质量为0.8 kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，g取10 m/s2，则(　　) A．整个过程中重力做功80 J B．整个过程中合外力做功80 J C．整个过程中重力做功的平均功率是20 W D．物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是20 W C　解析：A．重力做功为 WG＝mgh＝mgL sin 30°＝0.8×10×10× J＝40 J 故A错误； B．整个过程中只有重力做功，故合外力做功为 W＝WG＝40 J 故B错误； C．下滑过程中加速度为a＝g sin 30°＝5 m/s2 所需时间t＝ ＝ s＝2 s 重力平均功率为P＝＝ W＝20 W 故C正确； D．下滑到斜面底端时的速度为v＝at＝10 m/s 故P＝mgv cos 60°＝40 W 故D错误． [训练1] (多选)(2021·河南商丘市·高一期中)如图甲所示，一个质量m＝2 kg的物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，g取10 m/s2.则(　　) A．物块经过4 s回到出发点 B．t＝4.5 s时水平拉力F的瞬时功率为24 W C．0～5