第1章 第2节 功 率-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第2节　功　率 【素养目标】 物理观念 理解功率概念及额定功率和实际功率的定义。 科学思维 从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。 科学态度与责任 通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯及学以致用的思想。 一、功率的含义 1．定义：力所做的功W与完成这些功所用的时间t之比。 2．定义式：P＝。 3．单位：在国际单位制中，功率的单位为瓦特，简称瓦，符号是W。1 W＝1 J/s，1 kW＝103 W。 二、常见机械的功率 1．额定功率：动力机械可以长时间工作的最大允许功率。 2．实际功率：机械工作时实际输出的功率。 三、功率与力、速度的关系 1．关系：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．公式：P＝Fv (1)若v是平均速度，则对应的功率P＝Fv是t时间内的平均功率。 (2)若v是瞬时速度，则对应的功率P＝Fv是该时刻的瞬时功率。 3．应用：由公式P＝Fv可知，当功率P一定时，力F与物体运动的速率v成反比。例如，机械正常工作时的功率通常是一定的。车床在切削硬的工件时需要用较大的力，因此要降低车床的运转速度。当速度v一定时，力F与功率P成正比。例如，汽车上坡时、司机可通过加大油门，提高发动机的输出功率来增大牵引力。 学生用书第6页 1．判断正误 (1)功率大表示做功快，做的功一定多。(　×　) (2)功率小的机器做功慢。(　√　) (3)速度大的运动物体功率一定大。(　×　) (4)汽车的速度越大，功率一定越大。(　×　) (5)机械发动机铭牌上的功率指实际功率。(　×　) (6)机车发动机的功率是指牵引力的功率。(　√　) 2．链接实景 如图，泰山挑山工和缆车将相同的货物运至山顶，两者对货物做的功相同吗？做功的快慢相同吗？ 提示：　做功相同，做功的快慢不相同 知识点一　对功率的理解 如图所示，某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船。 (1)将质量为m的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在t时间内匀速上升h高度。怎样计算吊车的功率？其瞬时功率是多少？ 提示：吊车对坦克车做的功W＝mgh，功率P＝＝；P瞬＝Fv＝mgv。 (2)若坦克车在相同的时间t内，从静止开始以加速度a匀加速上升高度h时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？ 提示：该过程中吊车的平均功率为P＝＝＝；其瞬时功率为P瞬＝Fv＝(mg＋ma)at。 1．公式P＝和P＝Fv的比较 项目 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 公式P＝Fv是P＝的推论 2.应用公式P＝Fv解题的技巧和要点 (1)若F的方向与v的方向的夹角为α，由W＝Fs cos α、P＝得功率应为P＝Fv cos α。计算功率时必须考虑作用力F与物体运动方向v的夹角。 (2)公式P＝Fv一般用来计算瞬时功率，但如果F为恒力，v取平均速度，此式也可用来计算平均功率。 学生用书第7页 一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s。(g取10 m/s2，不计额外功)求： (1)起重机在这2 s内的平均功率； (2)起重机在2 s末的瞬时功率。 解析：　设货物所受的拉力为F，加速度为a，则 (1)由v＝at得，a＝2 m/s2 F＝mg＋ma＝1.0×103×10 N＋1.0×103×2 N＝1.2×104 N 2 s内货物上升的高度h＝at2＝4 m 起重机在这2 s内对货物所做的功 W＝F·h＝1.2×104×4 J＝4.8×104 J 起重机在这2 s内的平均功率 P＝＝＝2.4×104 W。 (2)起重机在2 s末的瞬时功率 P瞬＝Fv＝1.2×104×4.0 W＝4.8×104 W。 答案：　(1)2.4×104 W　(2)4.8×104 W 计算功率应该注意的问题 (1)首先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。　　 针对练1.(多选)质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下(g取10 m/s2)，那么在下落的过程中(　　) A．前2 s内重力做功的功率为300 W B．前2 s内重力做功的功率为675 W C．第2 s末重力做功的功