第四章 第二节 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（粤教版2019）

第二节　功率 【核心素养目标】 物理观念 理解功率的概念及额定功率和实际功率的定义。 科学思维 从功率的定义进一步体会比值定义法建立物理概念的方法。 科学探究 通过功率概念的建立过程，培养学生体会生活，敢于发表自己观点，学以致用的思想。 一、做功快慢的描述：功率 1．意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。 2．定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t之比。 3．定义式：P＝，单位：瓦特，简称瓦，符号是W。 4．功率是标(填“标”或“矢”)量。 二、功率与力、速度 1．当作用在物体上的某个恒力的方向与物体运动方向在同一直线上时，这个力对物体做功的功率等于力与物体速度的乘积。 2．关系式：P＝Fv(F与v方向相同) (1)若v是物体的平均速度，则P＝Fv对应这段时间内的平均功率。 (2)若v是物体的瞬时速度，则P＝Fv对应该时刻的瞬时功率。 3．应用：由功率和速度的关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反(填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小速度。 三、生产和生活中常见机械的功率 在生产中，功率是衡量机械性能的重要指标。新能源汽车的各项性能指标(如发动机的输出功率等)不亚于一般的燃油汽车。现代农业机械，发动机输出功率不断提升。航空航天领域，发动机需满足功率大、质量小、安全性好等要求。 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)汽车爬坡时常常需要换高速挡。(×) (4)沿水平方向运动2 km的物体，速度越大，重力做功的功率越大。(×) 2．链接实景 如图甲所示，泰山挑夫正在向山上挑运物品；如图乙所示，泰山上的索道缆车正在向上运送游客。请思考以下问题： 学生用书第92页 (1)假设把同样的货物运送同样的一段高度，用人挑和用缆车运送两种方式，对货物做功相同吗？ (2)对(1)中情况，两种方式对货物做功的快慢相同吗？ 提示：　(1)把同样的货物运送同样的一段高度，用人挑和用缆车运送，因货物所受重力大小一样，位移一样，则两种方式对货物做功相同。 (2)用人挑和用缆车运送做功相同，时间不一样，则做功快慢不同，即功率不相同。 知识点一　功率的理解与计算 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。 1．功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然。 2．应用公式P＝解题时，必须明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率。 3．公式P＝和P＝Fv的比较 — P＝ 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，若不同向，P＝＝＝Fv cos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率 联系 公式P＝Fv是P＝的推论 如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角为θ＝30°的斜面上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝，g＝10 m/s2。求： 学生用书第93页 (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力做功的平均功率； (3)2 s末重力做功的瞬时功率。 解析：　(1)对木块由牛顿第二定律可得 mg sin θ－μmg cos θ＝ma 代入数据解得a＝1．25 m/s2 前2 s内的位移大小为 x＝at2＝××22 m＝2．5 m 前2 s内重力做的功 W＝mgxsin 30°＝2×10×2．5×0.5 J＝25 J。 (2)重力的平均功率为＝＝ W＝12．5 W。 (3)2 s末重力做功的瞬时功率P＝mg sin 30°×v 2 s末的速度为v＝at＝1．25×2 m/s＝2．5 m/s 联立可得P＝25 W。 答案：　(1)25 J　(2)12．5 W　(3)25 W 求解功率的技巧 (1)首先明确求哪个力的功率，即求某个力的功率，还是求物体所受合力的功率。 (2)若求平均功率，应该明确是哪段