第4章 第2节 功率（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第2节　功率 核心素养导学 时间 t 快慢 做功多 瓦特 瓦 W 1 000 长时间正常工作 实际工作 三、输出功率、作用力和速度之间的关系 1．功率P与力F、物体运动和速度v之间的关系 (1)当F与v方向相同时，P＝ 。 (2)当F与v夹角为α时，P＝ 。 在上式中，当物体做变速运动时，若v为某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率；若F为恒力，v为某段时间内的平均速度，则P表示该段时间内的平均功率。 2．应用：由功率与速度关系式知，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 ，要增大牵引力，就要 _____速度。 Fv Fvcos α 反比 减小 1.在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1 t的建材从地面运到三楼。 方式一：如图甲所示，由搬运工分批搬运，需时2 h。 方式二：如图乙所示，用塔式起重机提升，需时8 min。 方式三：如图丙所示，用升降机提升，需时1 min。 请思考以下问题： (1)用不同的方式运送，对建材所做的功是否相同？ (2)这三种方式所用的时间不同，做功的快慢如何描述？ 提示：(1)用不同的方式运送，对建材所做的功相同，但所用时间不同。 (2)描述对物体做功的快慢，可用功率来描述。 2．如图所示，汽车正在爬一倾角较大的坡道，请对以下结论作出判断： (1)汽车爬坡时常换用高速挡位。 ( ) (2)汽车爬坡时常换用低速挡位。 ( ) (3)当汽车发动机的功率一定时，汽车速度减小，可以获得更大的牵引力。 ( ) × √ √ 新知学习(一)|功率的理解与计算 [任务驱动] 如图所示，建筑塔吊正在将货物从地面运送到高处。 (1)将质量为m的货物以速度v匀速吊起，货物在t时间内匀速上 升高度为h。怎样计算塔吊的平均功率？其瞬时功率是多少？ (2)若货物在时间t内，从静止开始以加速度a匀加速上升高度h 时，该过程中塔吊的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？ 3．P、F与v的相互制约 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，应换挡减小速度 v一定 P与F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，获得较大的牵引力 F一定 P与v成正比 汽车在高速公路上行驶时，加大油门，增大输出功率，可以提高速度 2．(2022·眉山高一检测)(多选)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示，g取10 m/s2，则 (　　) 3. (2022·聊城学考检测)如图所示，质量m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率。 [拓展]　在上述[典例]中，若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，求这一过程维持的最长时间。 [内化模型] 汽车启动的两种模型对比分析   以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P-t图像与v-t图像 运动规律 OA段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动； AB段：做速度为vm的匀速直线运动 OA段：以加速度a做匀加速直线运动； AB段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动； BC段：做速度为vm的匀速直线运动 续表 续表 2．(2022·巴蜀高一月考)一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是 (　　) A．该汽车的质量为3 000 kg B．v0＝7.5 m/s C．在前5 s内，阻力对汽车所做的功为－50 kJ D．在0～15 s内，牵引力对汽车做功250 kJ 3．一辆汽车的额定功率为80 kW，运动中所受的阻力恒为4.0×103 N，汽车质量为4.0×103 kg，沿水平路面行驶。汽车运动过程中的实际功率始终未超过额定功率。 (1)求汽车运动的最大速度； (2)若汽车以额定功率行驶，求车速为36 km/h时汽车的加速度； (3)若汽车以(2)中的加速度先匀加速启动，当达到额定功率后以额定功率行驶，求汽车启动1 min的时间内牵引力做的功。 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 科学思维——汽车启动问题 1．(选自人教版新教材例题)发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上