第7.2节 功率(1)-【帮课堂】2023-2024学年高一物理同步学与练（沪科版2020上海必修第二册）

第七章 机械能守恒定律 7.2 功率 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. 功率计算公式：P= 2. 瞬时功率和平均功率 3. P-t图像中面积法计算做功 4. 功率计算的综合应用：斜面、平抛 ★★★ ★★★ ★★★ ★★★ 📚知识精讲 一、功率 1.定义：功W与完成这些功所用时间t之比。 2.定义式：P＝。单位：瓦特，简称瓦，符号W。 3.物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。功率大，做功不一定多。 4.功是标量，功率是标量。 5.W=Pt，可以根据功率计算做功的大小。 6.额定功率和实际功率 额定功率是机器正常工作时的功率；实际功率是机器实际工作的功率。 例1. 关于功率，下列说法正确的是(　　) A.功率是描述力对物体做功多少的物理量 B.力做功时间越长，力的功率一定越小 C.力对物体做功越快，力的功率一定越大 D.力对物体做功越多，力的功率一定越大 例2. 某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离。若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则(　　) A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1＞P2 C.W1＞W2，P1＞P2 D.W1＞W2，P1＝P2 二、瞬时功率和平均功率 1.功率与速度的关系式：P==Fv (F与v方向相同) 2.区分平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：与一段时间相对应 ①＝； ②＝F，其中为平均速度。 (2)瞬时功率：与某一瞬时相对应 ①当F与v方向相同时，P＝Fv，其中v为瞬时速度； ②当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α，其中v为瞬时速度。 3.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 汽车在平直高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度 提示：“某秒末”或“到某位置时”的功率是指瞬时功率，只能用P＝Fvcos α求解； “某段时间内”或“某个过程中”的功率，指平均功率，用＝求解，也用＝Fcos α求解。 4. 面积法：如果瞬时功率P是随时间t变化的，则P－t图像中图像与时间轴围成的面积即为该段时间内做的功，横轴上方面积为正功，横轴下方面积为负功。 例3. 关于功率，下列说法正确的是(　　) A.由P＝可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B.由P＝Fv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比 C.由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比 D.当汽车的功率一定时，牵引力一定与速度成反比 例4. 在F＝6 N的水平力作用下，质量m＝3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动，运动时间t＝3 s，求：(1)力F在前3 s内对物体做的功； (2)力F在前3 s内对物体做功的平均功率； (3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。 🚀考点题型 考点01　平均功率和瞬时功率的概念及计算 例5. 如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为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. 例6. 飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程，如图所示，飞行员受重力的瞬时功率变化情况是(　　) A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 考点02　汽车运行时的功率变化问题 例7. 列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率.已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即Ff＝kv2。设提速前匀速运动速度为180 km/h，提速后匀速运动速度为240 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为(　　) A. B. C. D. 例8. 假设列车从静止开始做匀加速直线运动，经过500m的路程后，速度达到360 km/h，整列列车的质量为1×105 kg，如果不计阻力，在匀加速阶段，牵引力的最大功率是(　　) A.4.67×106 kW B.1×105 kW C.1×108 kW D.4.67×109 kW 考点03　功率的图像问题 解题思路： (1)求解做功，需要从图像中分析计算力和位移。 (2)求解功率，需要从图像中分析计算力和速度。 (3)特殊图像