第三单元 第2节 功率-【金榜题名】2025-2026学年初升高物理知识衔接

第二部分 知识衔接与拓展 第2节 功率 [高中知识展望] 衔接导引 在高中，我们将在初中的基础上进一步 研究功率，能够计算平均功率、瞬时功率，理 1.止确理解功装的概念 解汽车的两种启动方式。 2.会利用功率的公式进行简单计算。 【典例2】2019年12月17日，我国第一艘 3.知道瞬时功率，平均功率 国产航空母舰“！东舰”正式交付海车， 4.知道机车的两种启动方式 “山东舰”发动机最大输出功率为P,最大 航行速度为·其航行时所受的阻力随 典题衔接 速度增大而增大，某次直线航行过程中， [初中知识回顾] 下列说法中止确的是 在初中，我们知道了功率的概念，能够 八.若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速 进行简单的功率计算，知道了额定功率和实 阶段，发动机提供的牵引力大小恒定 际功率。 B.若“山东舰”以恒定功率P启动，经时 【典例1】如图所示，用滑轮组提 间t后速度达em,则有Pt- 2 mvm2 升重900N的物休A,使它在 10s内匀速上升1m,此时滑轮组 C.若“山东舰”以匀速航行时，发动机 的机械效率为75%，则在提升重 物的过程中（不计绳重及摩擦）， 输出功率为号 A 动滑轮的重力为 N,拉 D,若“山东舰”以罗匀速航行时，发动机 力做功的功菜为 W。 【解析】有用功W有=Gh=900NX1m 输功率小于号 =900J, 【解析】A.若“山东舰”匀加速启动，加 由机械效率公式可知总功W总= W成一 速度恒定，由牛顿第二定律可得：F一∫一 7 ma,得F=∫十a,因阻力∫随速度增大 900)=1200J: 75% 而增大，则牵引力逐渐增大，故A错误； B.若“山东舰”以恒定功率P启动，经时 额外功W颜-W惑一W有一1200J一900J 间t后速度达m,根据动能定理有：P1一 =300J: 动滑轮的重G动 W额300J -300N。 fr=之m2,故B错误：CD.“山东规”以 1 m 最大航行速度m匀速航行时，F=f,则 拉力微功的功率为P W益1200J 10s 所受的阻力为f=F=P;若“山东舰”以 120W。 【答案】 300:120 ?匀速航行时，牵引力F等于阻力∫，而 ·81 C 初高中衔接数材 f<f，则指P=F:空< P L思考探究」 Um 建筑工地上有两台起重机将重物吊起， =2,放C错误，D正确。故选：D。 Um=P 下表是它们的工作情况记录： 【答案】ID 起重机 被吊物 匀速上上升的 所用 做功 编号 体亚力 升速度 高度 时间 知识衔接 2×10N 1 m/s 16m 1s 衔接点一 功率 B 4.0×103N 3 m/s 6m 29 [必备知识」 (1)两台起重机哪台做功多？ 1.意义：功率是表示做功的 的物 (2)哪台做功快？怎样比较它们做功的 理量。 快慢呢？ 2.定义：功W与完成这些功所用 之比。 3.定义式：P= 。 单位： 简称 ,符号是 4.功米是 (填“标”或“矢”)量。 [知识深化 1.功率表示的是物体做功的快慢.而不是做功 的多少，功率人，做功不一定多，多之亦然。 2.应用公式Py解题时，必须明确是哪个 力在哪段时间（或过程）内做功的功率。 3.公式P=W和P=P0的比较 p W P=Fv 衔接点二功率与速度的关系 (1)功率的定义 (1)功率的计算公式，仅 [必备知识] 式，适用于任何 适用于F与v同向的情 1.一个沿若物体位移方向的力对物体做功 情况下功率的 况，若不同向，P=W 的功率，等于 与物体 适 用 计算，一般用来 的乘积 求平均功率 Flcos a-Fucos a 件 2.关系式：P= (2)当时间t0 (2)?为半均速度时功 (1)若v是物体在恒力F作用下的平均速 时，可H定义式 率为平均功率，为瞬时 度，则P=F对应这段时间内的 确定瞬时功率 速度时功率为瞬时功率 功率。 公式P=Fv是P=W (2)若是瞬时速度，则P表示该时刻的 系 的推论 功率。 ·82· 第二部分知识衔接与拓展 3.应用：山功率与速度的关系知，汽车、火车 L思考探究」 等交通工具和各种起重机械，当发动机的 如图所示，某部队正用吊 输出功率P一定时，牵引力F与速度v 车将一辆坦克车从码头上 成 (填“正”或“反”)比，要增大牵 吊起装上舰船。 引力，就要 (填“增大”或“减小”) (1)将质量为m的坦克车 速度。 以速度匀速吊起，坦克 [知识深化] 车在t时间内匀速上升h 一、功率的计算 高度。怎样计算吊东的功率？其瞬时功 率是多少？ 1.平均功率的计算 (2)若坦克车在相同的时间t内，从静止 1)利用下-W 开始以加速度a匀加速上升高度h时， (2)利用P=Fosa,其中F为恒力，元为 该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬 物体运动的平均速度。 时功率是多少？ 2.瞬时功率的计算 利用公式P=上vcos a,其中v为瞬时 速度； 若：为物体的速度在力F方向上的分速 度，则P=FF: 若F。为物体所受外力在速度。方向上的 分力，则P=F 二、P一F中三个量的制约关系 衔接自测嘉 各量间 定值 应用 1.关于功率，下列说法中正确的是( 的关系 A.物体做功越快，其功率越人 B.物体做功越多，其功率越大 F与v 汽车坡时，要增大牵引 P一定 C.实际功*一定等于额定功州 成反比 力，应换低速挡减小速度 D.由P-W可知，功率与时间成反比 汽车上坡时，若速度不 F与P 2.(多选)关于功率公式P=Fv,下列说法止 一定 变，应加大油门，增大输 成正比 确的是 出功率，获得较大牵引力 A.当F是恒力，是平均速度时，对应的 P是平均功率 汽车在平直高速路上，加 与P B.当v是瑶时速度时，对应的P是瞬时 定 大油门增大输出功率，可 成止比 功率 以提高速度 C.只适用于物体做匀速直线运动的情况 D.适用于F与0同方向的情况 83· C 初高中衔接数材 3.大型汽车上坡时，司机般都将变速挡换 1 A.ng√gs 到低速挡位：而小型汽车上坡时，司机 B.2mg /gs 1 一般加大油门，这样做主要是为了( C.ng√2gs D.之gV6gs A.前者使汽车获得较大的功率，后者使 8.(多选)我国科学家止在研制航母舰载机使 汽东获得较大的牵引力 用的电磁弹射器。舰载机总质量为30× B.前者使汽车获得较大的牵引力，后者 10kg,设起飞过程中发动机的推力恒为 使汽车获得较大的功率 1.0×10N;弹射器有效作用长度为100m, C两种操作方式都是使汽车获得较大的功率 推力恒定：要求舰载机在水平弹射结束时迷 D.两种操作方式都是为了节省燃料 度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所 4.某同学在参加引体向上测试时，若完成一 受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设 次完整的引休向上所需要时问为2s,如 所受阻力为总推力的20%，则 ( 他在完成一次完整的引体向上测试中克 A.弹射器的推力人小为1.1×105N 服重力做功的平均功率最接近 B.弹射器对舰载机所做的功为1.1× 108J C.弹射器对舰载机做功的半均功率为 8.8×102W A.15W B.150W D.舰载机在弹射过程巾的加速度人小为 C.300W D.600W 32m/s2 5.质量为51的汽车，在水平路面上以加速度 9.高空坠物，危害极大。假设一只花盆从 a-2m/s2启动，所受阻力为1.0×103N,汽 10楼（距地面高度约为h=30m)的窗台 车启动后第1s木的撰时功率是 ( 上由静止坠下，忽略空气阻力。已知花盆 A.2 kW B.22 kW 的质量m一2kg,重力加速度g取 C.1.1 kW D.20 kW 10m/s2,求： 6.质量为2kg的小球从某一高度由静止释 (1)在花盆下落到地面的过程中，重力对 放，经38到达地面，不计空气阻力，g取 花盆做的功W: 10m/s2。则 ( (2)花盆下落2s末时重力的瞬时功率； A.落地时重力的瞬时功率为900W (3)花盆下落第2s内重力的平均功率。 B.落地时重力的瞬时功率为450W C.3s内重力的平均功率为600W D.3s内重力的平均功*为300W 7.如图是小孩滑滑梯的情 景，假设滑梯是固定光 滑斜面，倾角为30°，小 孩质量为m,由静止开 始沿滑梯下滑，滑行距 离为s时，重力的瞬时功来为 ·84·参考答案 (2)轮胎受到的拉力对轮胎做正功，轮胎受到地面的摩 静止放到运动的传送带上的物体，在开始的一段时间 擦力对轮胎做了负功，轮胎受到的重力对轮胎不做功， 内滑动摩擦力做正功，当然也可能做负功，还可以不 轮胎受到地而的支持力对轮胎不做功。 做功：静摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同也 衔接点二 可以相反还可以垂直，故静摩擦力可以做正功，可以 [必备知识 做负功，也可以不做功，A错误，B正确：作用力和反作 (1)代数和(2)合力 用力是作用在两个相互作用的物体之上的，虽然作用 [思考探究] 力与反作用力大小相等，但由于两物体的位移不一定 答案：重力做的功为 相同，故功的大小不一定相同，C错误：困受作用力与 WG=mgh=50×10×30J-1.5X10J 反作用力的物体的位移关系不确定，故作用力微正功 因支持力与速度方向始终垂直，所以支持力做功为W 时，反作用力可能做正功、负功或不做功，D错误。 =0 6,C作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体 摩擦力做功为 上，作用力和反作用力可以同时微正功，也可以同时 h 做负功。作用力做正功时，反作用力可以做正功，或 Wr.--Fil--umgcos 37'X sin 37-2X101 J. 者做负功，或者不做功。另外功是标量，没有方向。 合力做的功为 故C正确，A、B、D错误 W合=W6+WF+WE=(1.5X10-2×103)J=1.3 7,AD摩擦力大小为F,则摩擦力所微的功W ×10J. F5,故A正确：由题意可知，拉力方向与位移方向 【衔接自测】 的夹角为(90°一)，则根据功的公式可得WF=Fx· 【,D功有正、负之分，说明是动力做功还是阻力微功， cos(90°一0)=Fssin0,故B错误，DE确：由于竖直方 不说明方向，是标量，故A,B错误：根据W=Flcos a 句上没有位移，故重力不做功，故C错误。 可知，当力的方向与位移的方向垂直时，不做功，但有 8.D依摇公式W=Flos0,本题中四种情况下，F,l,0均相 位移，故C错误：根据W一Flc0sa可知，一个恒力对 同，故四种情况下力F对甲所做的功一样大，D正确。 物体做的功由力的大小和物体在该力的方向上发生 9,解析：(1)重力败的功为 的位移决定，故D正确。 WG=mgh=50×10×30J=1.5×104J 2.ACD支持力方向垂直斜面向 因支持力与速度方向始终垂直，所以支持力做功为 上，与位移方向成锐角，故支持力 Wr.=0 一定做正功，A正确：若摩擦力恰 摩擦力做功为 为零，则物体m只受支持力与重 Wr =-Fil=-umgcos 37"X sn37=-2×1021. h 力，此时的加達度为a=gtan0,即 u一gtan0时摩擦力不微功：若a <8 (2)合力做的功为 gtan 8,则摩擦力沿面句下，摩擦力做正功：若a< W◆=W,+WE+Wg=(L.5×104-2×103)J= gtan0,则摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功，B错误， 1.3×10J。 C、D正确 答案：(1)重力做的功为1,5×10J,支持力做的功为 3.B小新将包提起来了，包受到了向上的力的作用，并且 零，摩擦力做的功为-2×103」(2)1.3×10J 包在力的方向上移动了距离，根据W一F1知，柱力做功， 第2节功率 故A不符合题意：小新站在水平匀速行驶的车上，小新 提着包，但是包没有在力的方向上移动距离，即=0，根 【知识衔接】 据W=F!知，拉力不做功，故B符合题意：因为小新是乘 衔接点一 升降电梯，在提包的力的方向上移动了距离，根据W=F [必备知识] 知，拉力做功，故C不符合题意：小新提着包上楼，手提着 1.快慢2.时间13.W 瓦特瓦W4.标 包的力是向上的，提包在力的方向上移动了距离，根据 W=F知拉力傲功，故D不符合题意 思考探究] L,C滑动摩擦力虽然阻碍物体的相对运动，但如果以 答案：(1)两台起重机分别做功3.2×10J,24×10J. 所以A做功多。 地面为琴考系时滑动摩擦力的方向与物体运动方向 相同，则摩擦力做正功，故A错误：静摩擦力虽然阻碍 (2)B做功快，可以用功与所用时闻之比表示做功的 物体间的相对运动，但如果以地面为参考系时静摩擦 快慢。 衔接点二 力的方向与物体运动方向共线，则静摩擦力对物体做 [必备知识」 功，故B错误：如果以地面为参考系时摩擦力的方向 1,这个力速度2.Fu(1)平均(2)瞬时3.反 与物体远动方向相反，则静摩擦力和滑动摩擦力都对 减小 物体做负功，故C正确：两块磁铁在相互的吸引力作 [思考探究] 用下由静止开始向着对方加速运动，这对相互作用力 对两个物体都做了正功，故D错误. 答案：(I)吊车对坦克车做的功W=mgh,功率P=W 5.B根据功的定义W=Flco3a,可知力的方向上发生 位移，这个力才做功：滑动摩擦力可能微正功，比如由 mgh:Pa-Fv-mgv. ·119 初高中衔接数材 (2)该过程中吊车的平均功率为 (2)花盆下落1=2s时的速度为=gt=20m/s,重力 p-W_Fh-m(a+g山 的醇时功季P=mg=400W, 1 其暴时功率为P酬一Fv-m(g十a)at (3)花盒下落第25内的位移为-2g22-复42 【衔接自测】 2×10×(22-1)m=15m. 1 L,A功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，傲功越 快，A正璃：物体微功多，用的时间很长，功率也不一定 重力做的功为W-mgs-2×10×15J-300J. 大，B错误：物体的实际功率可能小于成等于颜定功率， 下落第25内重力的平均功率为 也可能短时同内大于领定功率，C错误：公式P=W是 p=W_300w=300w. 1 定义式，功率由微功物体决定而与时间无关，D错误。 答案：(1)600(2)400W(3)300W 2.ABD用公式P=Fv计算功牵时，F应与v方向相 第3节动能 势能 同，D正确：当v为醉时速度时，F)为瞬时功率，B正 确：和为平均速度，且F为恒力时，F为平均功率，A 【知识衔接】 正确：P=F适用于任何逸动的求解，但应注意)是 衔接点一 力F方向上的速度，C错误 [必备知识] 3.B根据醉时功奉P=Fu,可知大型汽车上城时，司机 一般都将变速挡换到低速挡位上，使汽车获得较大的 1.m 2.2mw3.焦耳J 幸引力：小型汽车加大油门，使汽车获得较大的功率， [思考探究] 幸引力增大，更容易上坡，A、C错误，B正确：根据上 答案：动能：物体的质量，物体运动速度的大小 述分析可知两种操作方式与节省燃科无关，D错误。 衔接点二 4.B某同学体重大的60kg,引体向上时向上运动的 必备知识] 位移大约0.5m,期克服重力微功的平均功率为下= 1.高度2.mgh3.焦耳J4.标量.(1)零零 mgh_60X10X0.5w=150W,故B正确，A.C,D错 地面(2)零势能参考面上方下方 2 [思考探究] 误 答案：(1)0mgh(2)一mgh0 5.B根据牛顿第二定律得F-F,=ma,则F=F1十ma 衔接点三 =1000N+5000X2N-11000N。汽车第1s未的 [必备知识] 速度v=at=2X1m/s=2m/s,所以P=Fv=11000 1,弹性形变2.弹性形变3.弹力做功减小增大 ×2W=22000W=22kW,故B正痛，A,C,D错误， 4,相对位置 重力势能弹性势能 6,D物体只受重力，做自由落体运动，则35末速度为： 思考探究] =g1=10X3=30m/s,所以落地时重力的醉时功率 答案：(1)做负功。弹性势能增加 P=mg=20×30m/s=600W,故A.B错误：3s内 (2)做正功。弹性势能减少。弹力做正功，弹性势能减 1 少：弹力做负功，弹性势能增加。 物体下落的高度为h一豆，所以3：内重力的功率 【衔接自测】 2812 1 1 L,D由公式E=之m心知动能不会小于家，故A错 t ×2x102×3w= 误：因的大小与参考系的选取有关，故动能的大小 300W,故C错误，D正确。 也应与参考系的选取有关，故B错误：动能是标量，速 7.B小孩的和婆度a=mgsin30 =1 g,由=2as 度是关量，动能相同的物体的逵度方向可能不同，故 D正确，C错误 得，小孩滑行距离s时的速率=√gs,故此时重力的 2.AD小球速度变化△v=改一=5m/s一（一5m/s) 醉时功丰P=mgn30-名mgV,B亚确 -10m/,小球动能的麦化量△6-号my 8.ABD由题意可知，能我机弹射过程的加速度为4 2u 802 2z2X100m/s2=32m/s2,D项正确：根据牛频第 2m2=0。故A,D正确。 二定律，0,8X(F发十F4)一ma,求得弹射器的推力大 3BD动能E=名m,所以质量m不交，逢度0增大 小F#一1,1×10”N,A项正确：禅射器对舰栽机微的 为原来的2倍时，动能E增大为原来的1倍，A错 功为W=1.1×105×100J=1.1×105J,B项正确：弹 误：当速度不变，质量m增大为原来的2倍时，动能 射这程的时同1一日一2s=25s,弹射器微功的年 E也增大为原来的2倍，B正确，若质量减半，速度增 大为原未的4倍，则动能增大为原米的8倍，C错误： 均功率P-W=4.1X10w,C项错误。 t 追度v减来，质量增大为原来的4修，则E'-× 9,解析：(1)在花盆下落到地面的过程中，重力做的功为 W=mgh=2×10×30J=600J. 4n(）-之m=民即动能不支，D正确。 ·120·