第1章 第2节 功 率-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习全书word（鲁科版）

第2节　功　率 学习目标 课标解读 1.知道功率的概念,理解功率的物理意义。 2.掌握功率的定义式P=,能够用P=解答有关的问题,知道P=Fv的意义。 3.会分析机车启动问题 1.通过生活实例的对比,建立功率概念。 2.通过生活中机车启动问题,培养学生科学态度与责任。 3.对比功率的两种表达式,培养科学思维 一、功率的含义 1.定义:物理学中将力所做的功W与完成这些功所用的时间t之比,称为功率,用符号P表示。 2.公式:P=。 3.单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,用符号W表示。在工程技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位。1 kW=1 000 W。  4.物理意义:功率是标量,是描述做功快慢的物理量。 二、常见机械的功率 额定功率 机械长时间工作的最大允许功率 实际功率 机械实际工作时的功率,实际功率可能大于或小于额定功率 三、功率与力、速度的关系 1.关系式:P=Fv。 2.讨论 (1)若公式中的v是平均速度,对应的功率P是t时间内的平均功率。若时间间隔很小,可将平均速度看成瞬时速度,此时的功率P可看成该时刻的瞬时功率。 (2)当功率P一定时,力F与物体运动的速度v成反比;当速度v一定时,力F与功率P成正比。 1.思考判断 (1)物体的速度为v,则重力的功率一定是mgv。(　×　) (2)做相同的功,用时短的做功较快。(　√　) (3)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。(　√　) (4)由公式P=Fv可知,功率P可以无限增大。(　×　) (5)实际功率可以短时间大于额定功率。(　√　) 2.思维探究 (1)力对物体做功多,功率一定大吗? 答案:功率表示做功的快慢,做功多不一定做功快,所以功率不一定大。 (2)汽车上坡时,司机为什么要用“换挡”的办法减小速度?为什么在平直公路上可以使用高速挡? 答案:汽车上坡时,需要的牵引力F较大,而汽车的额定功率不变,由P=Fv可知,只有减小速度v,才能得到较大的牵引力F。在平直公路上,所需牵引力F较小,在汽车的额定功率不变的情况下,可以获得较大的速度,可以使用高速挡。 要点一　对功率的理解 如图所示,果农在打椰子时,一个质量为m的椰子由静止从高h处自由落下。 (1)如何求椰子在下落过程中重力的功率?该功率是平均功率还是瞬时功率? (2)如何求椰子落地时重力的功率?该功率是平均功率还是瞬时功率? 答案:(1)P===,是平均功率。 (2)P=mgv=mg,是瞬时功率。 1.平均功率与瞬时功率的比较 项目 平均功率 瞬时功率 区 别 公 式 =或=Fcos α(F为恒力, 为平均速度,α为F与 之间的夹角) P=Fvcos α(v为瞬时速度,α为F与v之间的夹角) 对 应 关 系 与某一段时间(或过程)对应,计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率 与某一时刻(或状态)对应,计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)做功的功率 物 理 意 义 表示力在一段时间内或某一过程中做功的平均快慢 表示力在某一时刻或某一位置时做功的快慢 联系 在=中,t→0时,所求的功率即为瞬时功率 2.对公式P=Fv的理解 (1)F、v、P的对应关系。 ①同时性:P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用P=Fv时,三者一定对应同一时刻。 ②同体性:P、F、v是对应于同一物体的三个物理量,对不在同一物体上的三者关系的讨论毫无意义。 ③同向性:P=Fv应用时F与v同向,若F的方向与v的方向成α角,则P=Fvcos α。 (2)对F、v、P的相互制约关系的理解。 [例1] (2022·安徽蚌埠月考)(多选)如图所示,一小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,滑至斜面底端后又水平滑行一段距离停在滑道上。已知滑梯的斜面段长度L=5.0 m,倾角θ=37°,水平段与斜面段平滑连接。小孩质量为20 kg,与滑梯轨道间的动摩擦因数μ=0.3,不计空气阻力。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80(g取10 m/s2)。则该小孩沿斜面段下滑过程中(　AC　) A.加速度的大小为3.6 m/s2 B.克服摩擦力所做的功为300 J C.重力做功的平均功率为360 W D.滑到斜面底端时重力的瞬时功率为1 200 W 解析:在小孩沿斜面下滑的过程中,根据牛顿第二定律得mgsin 37°-μmgcos 37°=ma,可得a=3.6 m/s2,A正确;克服摩擦力所做的功W=μmgLcos 37°=240 J,B错误;根据L=at2,可得小孩从斜面顶端滑到底端的时间t= s,重力做的功W=mgLsin 37°=600 J,因此平均功率==360 W,C正确;小孩滑到斜面底端时的速度v=at=6 m/s,滑到斜面底端时重力的瞬时功率P瞬