第8章 第1节 第2课时 功率（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，河北河南专用）

第2课时 功率 (强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.理解功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 2.分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。 学考层级 1.理解功率的概念。 2.掌握平均功率与瞬时功率的区别，能用功率的定义式P＝及功率与速度的关系式P＝Fv进行有关分析和计算。 选考层级 理解机车启动的两种方式，会分析生产生活中机车启动过程中物理量的变化。 逐点清(一)　对功率的理解 [多维度理解] 一、功率 1．意义：功率是表示做功的快慢的物理量。 2．定义：功W与完成这些功所用时间t之比。 3．定义式：P＝。单位：瓦特，简称瓦，符号是W。 4．标矢性：功率是标量。 二、功率与速度的关系 1．一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．关系式：P＝Fv。 (1)若v是物体在恒力F作用下的平均速度，则P＝Fv对应这段时间内的平均功率。 (2)若v是瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率。 3．应用：由功率与速度的关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反(选填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小(选填“增大”或“减小”)速度。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)由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)沿水平方向运动的物体，速度越大，重力做功的功率越大。(×) 2．(2023·四川南充高一检测)关于功率，下列说法正确的是(　 ) A．功率是用来描述力对物体做功多少的物理量 B．完成相同的功，做功时间越长功率越小 C．使用省力机械，可以提高机械的功率 D．由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比 解析：选B　功率等于单位时间内做的功，是反映做功快慢的物理量，故A错误；由功率公式P＝可知，完成相同的功，做功时间越长功率越小，故B正确；功率等于单位时间内力做的功，与机械是否省力无关，故C错误；由P＝Fv可知，当功率一定时，牵引力才与速度成反比，故D错误。 3．(2023·广东1月学考)(多选)汽车在2×104 N的恒定牵引力作用下，沿水平直线加速前进了100 m，该过程牵引力(　 ) A．做功为2×106 J B．做功为1×105 J C．做功的功率不变 D．做功的功率逐渐变大 解析：选AD　牵引力做功W＝Fl＝2×106 J，故A正确，B错误；汽车做加速运动，根据P＝Fv可知，牵引力不变，速度增大，功率增大，故C错误，D正确。 4.关于“手动挡”汽车爬陡坡，下面司机的操作合理的是(　 ) A．司机只要踩油门即可，无需关心挡位是否合适 B．司机只需换挡位至“高速挡”便可提高速度冲上陡坡 C．为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速挡” D．司机应该换挡位至“高速挡”，并踩油门 解析：选C　根据P＝Fv，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车牵引力增大，此时容易上坡，所以为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速挡”。故选C。 逐点清(二)　功率的计算 [多维度理解] 1．公式P＝和P＝Fv的比较 公式 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＝＝＝Fvcos 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 2．平均功率的计算 (1)利用＝计算； (2)利用＝Fcos α计算，其中F为恒力，为物体运动的平均速度。 3．瞬时功率的计算 利用公式P＝Fvcos α，其中v为瞬时速度。 (1)若vF为物体的速度在力F方向上的分速度，则P＝FvF； (2)若Fv为物体所受外力在速度v方向上的分力，则P＝Fvv。 4．平均功率与瞬时功率的区别与联系 平均功率表示物体在某段时间内平均做功的快慢，瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢。所以平均功率大，物体的瞬时功率不一定大。 [典例]　(2023·福建三明质检)(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。小孩的体重为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(　 ) 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