第1章 第2节 功率(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第二册（鲁科版2019）

第2节　功率 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 功率 1.定义:力所做的功W与完成这些功所用时间t之比。 2.定义式:P= 。 3.单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,用符号W表示。1 W=1 J/s。 4.标矢性:功率是标量。 5.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 1.关系式:P=Fv(F与v方向相同)。 2.推导:   3.应用:由功率与力、速度的关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功 率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度。 知识点 1 知识点 2 功率与力、速度的关系 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 1 知识点 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;粗略地描述做功的快慢 瞬时功率 P=Fv cos α中,若v为瞬时速度,则P为瞬时功率;精确地描述做功的快慢 额定功率 动力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 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.功率大表示做功快,做的功一定多。 (　    ) 做功快,做的功不一定多。 2.功率小的机器做功慢。 (　    ) 3.速度大的运动物体功率一定大。 (　    ) 由P=Fv知,速度大的运动物体功率不一定大,还与F有关。 4.由公式P= 知,做功越多,功率越大。 (　    ) 做功越快,功率越大。 5.做相同的功,用时短的做功较快。 (　    ) 6.机械发动机铭牌上的功率是指额定功率。 (　    ) 7.机车发动机的功率是指牵引力的功率。 (　    ) ✕ √ ✕ ✕ √ √ √ 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 疑难 情境破 疑难1 对公式P=  和P=Fv的理解 讲解分析 1.对公式P=Fv 的理解 (1)同时性:P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用P=Fv时,三者一定对应 同一时刻。 (2)同体性:P、F、v是对应于同一物体的三个物理量,对不在同一物体上的三者关系的讨论 毫无意义。 (3)同向性:P=Fv应用时F与v同向,若F的方向与v的方向成α角,则P=Fv cos α。 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 2.公式P=  与P=Fv 的对比 比较 项目 P=   P=Fv   (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为平均速率时,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 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　随着人民生活水平的提高,越来越多的汽车进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利, 促进了社会发展。汽车在不同的道路上一般有不同的适用速度。 疑难2 机车启动问题 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 为什么汽车在水平路面上行驶时速度可以很大,而汽车爬坡时,常常换用低速挡? 提示    由汽车发动机的功率P=Fv可知,功率一定时,汽车爬坡时换用低速挡可以获得更大的 牵引力。 提示 问题2 用公式P=Fv 研究汽车启动问题时,F是什么力? 提示    F是汽车的牵引力。 提示 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 问题3 以恒定功率启动时,汽车的加速度变化吗?汽车做什么运动? 提示    汽车以恒定功率启动时,根据P=Fv,v增大,可知F减小,加速度减小,故加速度变化,汽车 做变加速运动。 提示 问题4 汽车匀加速启动的过程能否一直持续下去? 提示    不能。汽车匀加速启动,F不变,v增大,P增大。当P=P额时,匀加速过程结束。 提示 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 汽车的两种启动方式 汽车由静止启动,运动情况有两种: ①以恒定的功率启动;②以恒定的加速度启动。在相同的条件(水平路面、阻力F阻恒定)下, 两种启动方式的过程分析如下: 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P-t图和v-t图     第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 OA段 过程分析 v↑⇒F= ↓⇒ a= ↓ F不变⇒a= 不 变⇒v↑ ⇒P=Fv↑直到P额=Fv1 运动性质 加速度减小的加速直 线运动 匀加速直线运动,维 持时间t0=  第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 AB段 过程分析 F=F阻⇒a=0⇒F阻=  v↑⇒F= ↓⇒a=  ↓ 运动性质 以vm做匀速直线运动 加速度减小的加速直 线运动 BC段 过程分析 —— F=F阻⇒a=0⇒F阻=  运动性质 —— 以vm做匀速直线运动 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 典例 在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW,若其总质量为5 t,在水平路面上所受的 阻力为5×103 N。 (1)求汽车所能达到的最大速度【1】。 (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动【2】,则这一过程能维持多长时间? (3)若汽车以额定功率启动【3】,则汽车车速v'=2 m/s时其加速度为多大? 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】汽车达到最大速度时,其功率为额定功率,所受合外力为零,F=Ff,有vmax= =  。 【2】汽车以恒定加速度启动,牵引力和阻力恒定,随着速度增大,汽车的实际功率增大,直到 等于额定功率。 【3】汽车以额定功率启动,速度增大,牵引力减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,直到 牵引力等于阻力。 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    (1)汽车的最大速度vmax的求法:汽车做匀速运动时速度最大,此时牵引力F大小等 于阻力Ff大小,故vmax= = 。 (2)汽车匀加速启动时,做匀加速运动的时间t的求法:牵引力F=ma+Ff,匀加速运动的最大速度 v'max= ,时间t= 。 (3)汽车以额定功率启动,当达到某一速度时,利用P额=Fv求出牵引力,再利用牛顿第二定律求 汽车的加速度。 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)当汽车的速度达到最大时,其功率等于额定功率,牵引力F=Ff 由P=Fv得汽车所能达到的最大速度 vmax= =  m/s=12 m/s (2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动,设能够达到的最大速度为v,则有  -Ff=ma 得v= =  m/s=8 m/s 由v=at得这一过程维持的时间 t= =  s=16 s (3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时,牵引力 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 F'= =  N=3×104 N 由牛顿第二定律得汽车的加速度 a'= =  m/s2=5 m/s2 答案    (1)12 m/s    (2)16 s    (3)5 m/s2 易错提醒    机车启动问题的三点提醒 (1)公式P=Fv中的F指的是机车的牵引力,而不是合外力。 (2)只有机车匀速运动时,牵引力F的大小才等于它受到的阻力Ff的大小。 (3)机车以恒定加速度启动时,匀加速过程的末速度并不是最大速度vm。 第1章 功和机械能 第1讲　描述运动的基本概念 $$