内容正文:
第2课时 功率
(强基课—逐点理清物理观念)
目
录
01
02
逐点清(一) 对功率的理解
逐点清(二) 功率的计算
逐点清(一) 对功率的理解
快慢
时间 t
瓦特
瓦
W
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_______与物体______的乘积。
2.关系式:P=_____。
(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______功率。
(2)若v是瞬时速度,则P表示该时刻的______功率。
这个力
速度
Fv
平均
瞬时
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____ (选填“正”或“反”)比,要增大牵引力,就要______ (选填“增大”或“减小”)速度。
反
减小
[全方位练明]
×
√
×
×
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
答案:B
解析: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;
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
答案:AD
解析: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
答案:C
解析: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
续表
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时功率为1 200 W
[答案] AC
[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;
小孩滑到底端时的速度v=at=6 m/s,滑到斜面底端时重力的瞬时功率P瞬=mgvsin 37°=720 W,D错误。
/方法技巧/
功率计算的解题技巧
(1)应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率,计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同。
(2)求平均功率时,应明确是哪一段时间内的平均功率;求瞬时功率时,应明确是哪一时刻的瞬时功率。
(3)应该明确是求哪一个力对物体做功的功率,是动力还是阻力,是恒力还是变力等。不同情况应选择不同的公式。
[全方位练明]
答案:D
公式P=Fv既可以求平均功率,也可以求瞬时功率,当v为平均速度时,求出的功率为平均功率,当v为瞬时速度时,求出的功率为瞬时功率,故B错误;
由P=Fv知,若F一定,则汽车的功率与它的速度成正比,若P一定,则汽车的牵引力与速度成反比,故C错误,D正确。
答案:B
3.(2023·四川成都高一检测)质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据