(讲义)第1章 第2节 功 率-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

第2节　功　率 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 (1)理解功率的概念及额定功率和实际功率的定义。 (2)会利用P＝，P＝Fv进行有关的计算。 科学思维 从功率概念的定义，体会用比值建立物理概念的方法。 科学探究 通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义。 科学态度与责任 通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。 知识点一　功率 1．定义：力所做的功W与完成这些功所用的时间t的比。 2．公式：P＝。 3．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，功率大表示做功快，即单位时间内做功多。 4．单位：功率的单位在国际单位制中用瓦特表示，简称瓦，符号为W，1 W＝ 1 J/s。 5．标矢性：功率是标量。 　在工程技术上常用的功率单位是千瓦(kW)，1 kW＝1 000 W。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)力越大，做功越快。 (×) (2)功率越大表示做的功越多。 (×) (3)功率表示做功的快慢。 (√) 知识点二　功率与力、速度的关系 1．关系式 当恒力的方向与物体的运动方向相同时，P＝Fv。 2．公式P＝Fv中各物理量间的关系 (1)功率P一定时，物体的运动速度v与力F成反比。 (2)物体的运动速度v一定时，功率P与力F成正比。 (3)力F一定时，功率P与物体的运动速度v成正比。 3．四种功率 平均功率 P＝求的是t时间内的平均功率；P＝Fv cos α中，若v为平均速度，则P就是平均功率 瞬时功率 P＝Fv cos α中，若v为瞬时速度，则P为瞬时功率 额定功率 机械长时间工作时的最大允许功率 实际功率 机械实际工作时消耗的功率，实际功率一般要小于或等于额定功率，尽量避免超过额定功率 　P＝Fv cos α中当α＝0时，cos α＝1，则公式为P＝Fv。 　在越野比赛中，汽车爬坡时，常常换用低速挡，这是为什么？ 提示：由P＝Fv可知，汽车在上坡时需要更大的牵引力，而发动机的额定功率是一定的，换用低速挡的目的是减小速度，进而增大牵引力。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)额定功率一定大于实际功率。 (×) (2)当公式P＝Fv中的v是平均速度时，对应的功率就是平均功率。 (√) (3)由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比。 (√) 考点1　公式P＝和P＝Fv的理解 小田同学在一个斜坡底端骑自行车由静止开始加速向上运动，假定他的运动是匀加速运动，经过一段时间骑到坡顶。 (1)如何计算小田在爬坡过程中的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？ (2)如何计算小田爬到坡顶时的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？ 提示：(1)利用公式P＝，该功率是平均功率。 (2)利用公式P＝Fv，该功率是瞬时功率。 1．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，一般用来求瞬时功率。 (2)当v为平均速度时，所求功率为平均功率 联系 (1)公式P＝Fv是P＝的推论。 (2)功率P的大小与W、t无关 2．公式P＝Fv中三个量的制约关系 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，应换低速挡减小速度 v一定 F与P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，获得较大牵引力 F一定 v与P成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度 　功率的理解 【典例1】　(多选)关于功率公式P＝和P＝Fv，下列说法正确的是 (　　) A．由于力F和速度v均为矢量，故根据公式P＝Fv求得的功率P为矢量 B．由公式P＝Fv可知，若功率保持不变，则随着汽车速度增大汽车所受的牵引力减小 C．由公式P＝Fv可知，在牵引力F一定时，功率与速度成正比 D．由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 BC　[虽然力F和速度v均为矢量，但是功率P为标量，故选项A错误；由公式P＝Fv可知，若功率保持不变，则随着汽车速度增大，汽车所受的牵引力减小，当速度达到最大值时，牵引力最小，故选项B正确；由P＝Fv可知，当牵引力不变时，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比，故选项C正确；根据P＝只能计算平均功率的大小，所以只要知道W和t就可求出时间t内的平均功率，故选项D错误。] 　功率的计算 【典例2】　一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s。(取g＝10 m/s2，不计额外功)，求： (1)起