第8章 第1节 第2课时 功率（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

本讲义聚焦高中物理“功率”核心知识点，系统梳理功率的定义、公式（P=W/t及P=Fv），区分平均功率与瞬时功率，结合汽车发动机功率一定时牵引力与速度的关系，构建从基础概念到实际应用的学习支架，覆盖学考与选考层级要求。 资料以“逐点清”结构为特色，通过多维度理解深化物理观念，结合汽车上坡、电动小车等实例设计练习题，培养科学思维中的模型建构与推理能力。课中助力分层教学实施，课后练习题与思维建模指导帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第2课时 功率(强基课逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.理解功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 2.分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。 学考 层级 1.理解功率的概念。 2.掌握平均功率与瞬时功率的区别，能用功率的定义式P=及功率与速度的关系式P=Fv进行有关分析和计算。 选考 层级 理解机车启动的两种方式，会分析生产生活中机车启动过程中物理量的变化。 逐点清(一)　对功率的理解 [多维度理解] 1.功率 (1)意义：功率是表示做功的快慢的物理量。 (2)定义：功W与完成这些功所用时间t之比。 (3)定义式：P=。单位：瓦特，简称瓦，符号是W。 (4)标矢性：功率是标量。 2.功率与速度的关系 (1)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)关系式：P=Fv。 ①若v是物体在恒力F作用下的平均速度，则P表示这段时间内的平均功率。 ②若v是瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率。 (3)应用：由功率与速度的关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反(选填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小(选填“增大”或“减小”)速度。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)由P=知，做功越多，功率越大。 (×) (2)力对物体做功越快，力的功率一定越大。 (√) (3)汽车爬坡时常常需要换高速挡。 (×) (4)沿水平方向运动的物体，速度越大，重力做功的功率越大。 (×) 2.关于功率，下列说法正确的是 (　 ) A.功率是用来描述力对物体做功多少的物理量 B.完成相同的功，做功时间越长功率越小 C.使用省力机械，可以提高机械的功率 D.由P=Fv可知，牵引力一定与速度成反比 解析：选B　功率等于单位时间内力做的功，是反映做功快慢的物理量，故A错误；由功率公式P=可知，完成相同的功，做功时间越长功率越小，故B正确；功率等于单位时间内力做的功，与机械是否省力无关，故C错误；由P=Fv可知，当功率一定时，牵引力才与速度成反比，故D错误。 3.(2025·无锡高一期中)汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是 (　 ) A.若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度不变 B.若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动 C.若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动 D.若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率 解析：选D　汽车在水平路面匀速行驶，则有P=Fv，F=f，若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路匀速运动时，有F'=f+mgsin θ，此时P=F'v'，可知汽车在刚上坡的一段时间内做减速运动，此时牵引力逐渐变大，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动最后匀速运动，故A、B、C错误；若维持汽车的速度大小不变，由于牵引力逐渐增大，根据P=F'v可知，需要增大汽车的输出功率，故D正确。 逐点清(二)　功率的计算 [多维度理解] 1.公式P=和P=Fv的比较 公式 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，若F与v不同向，则有P===Fvcos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率 联系 公式P=Fv是P=的推论 2.平均功率的计算 (1)利用=计算； (2)利用=Fcos α计算，其中F为恒力，为物体运动的平均速度。 3.瞬时功率的计算 利用公式P=Fvcos α，其中v为瞬时速度。 (1)若vF为物体的速度在力F方向上的分速度，则P=FvF； (2)若Fv为物体所受外力在速度v方向上的分力，则P=Fvv。 4.平均功率与瞬时功率的区别与联系 平均功率表示力在某段时间内做功的快慢，瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢。所以平均功率大，物体的瞬时功率不一定大。 [典例]　(2025·镇江高一期中)如图所示，质量为m=4 kg的木块在倾角为37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，求： (1)前5 s内重力的平均功率； (2)5 s末重力的瞬时功率。 [解析]　(1)根据题意，对木块由牛顿第二定律有 mgsin 37°-μmgcos 37°=ma，解得a=2m/s2 前5 s内木块的位移为x=at2=25 m 前5 s内重力做的功为W=mgsin 37°·x=600 J 则前5 s内重力的平均功率== W=120 W。 (2)木块5 s末的速度为v=at=10 m/s 5 s末重力的瞬时功率P=mgsin 37°·v=240 W。 [答案]　(1)120 W　(2)240 W [思维建模] 求解功率的解题技巧 (1)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)应该明确是求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。 [全方位练明] 1.下列关于功率公式P=和P=Fv的说法正确的是 (　 ) A.由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B.P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率 C.由P=Fv知，汽车的功率与它的速度成正比 D.由P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 解析：选D　知道W和t，由P=求出的功率是t时间内的平均功率，故A错误；公式P=Fv既可以求平均功率，也可以求瞬时功率，当v为平均速度时，求出的功率为平均功率，当v为瞬时速度时，求出的功率为瞬时功率，故B错误；由P=Fv知，若F一定，则汽车的功率与它的速度成正比，若P一定，则汽车的牵引力与速度成反比，故C错误，D正确。 2.(2025·山东高考)一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v做匀速运动，此时电动机的效率为50%。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力f=kv(k为常量)，该光伏电池的光电转换效率为η，则该光伏电池单位时间内获得的太阳能为 (　 ) A.　　　　　　　 B. C. D. 解析：选A　小车做匀速直线运动，由平衡条件可知，小车的牵引力大小为F=f=kv，小车的机械功率为P机=Fv=kv2，则电动机的总功率P电===2kv2，光伏电池的光电转换效率为η=，则P阳==，则该光伏电池单位时间内获得的太阳能为，故A正确，B、C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $