第八章 机械能守恒定律 1 第2课时　功率 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版必修二

第2课时　功率 [学习目标]　 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(重难点)。 一、对功率的理解 建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录： 起重机 编号 被吊物 体重力 匀速上 升速度 上升的 高度 所用 时间 做功 A 2.0×103 N 4 m/s 16 m 4 s B 4.0×103 N 3 m/s 6 m 2 s (1)两台起重机哪台做功多？ (2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？ _____ _____ _____ 1．功率 (1)意义：功率是表示做功的_____的物理量。 (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)功率是_____(选填“标”或“矢”)量。 2．应用公式P＝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。 (1)力对物体做功越多，这个力的功率就越大。(　　) (2)力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大。(　　) (3)力对物体做功越快，力的功率一定越大。(　　) (4)由P＝可知，当功的大小一定时，功率与时间成反比。(　　) 例1　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、功率的计算 在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做加速运动，经过一段时间t，末速度为v。求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率。 (1)在t时间内力F的功率； (2)在t时刻力F的功率。 _____ _____ _____ 1．平均功率的计算 (1)平均功率表示物体在某段时间内做功的快慢； (2)利用＝； (3)利用＝Fcos α，其中F为恒力，为物体运动的平均速度。 2．瞬时功率的计算 瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢。利用公式P＝Fvcos α，其中v为瞬时速度。 若vcos α为物体的速度在力F方向上的分速度，则P＝F·vcos α； 若Fcos α为物体所受外力在速度v方向上的分力，则P＝Fcos α·v。 3．平均功率大的物体，瞬时功率不一定大。 例2　仰卧起坐是《国家学生体质的健康标准》中规定的女生测试项目之一。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐，其质量为50 kg，上半身质量为总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取10 m/s2。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为(　　) A．10 W B．40 W C．100 W D．200 W 例3　从空中以2 m/s的初速度平抛一质量为1 kg的物体，物体在空中运动0.6 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求： (1)物体平抛运动过程中重力做的功； _____ _____ _____ _____ _____ (2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率； (3)物体落地前重力的瞬时功率。 _____ _____ _____ _____ 求解功率的步骤 1．首先明确求哪个力的功率，即求某个力的功率，还是求物体所受合力的功率。 2．若求平均功率，应该明确求哪段时间内的平均功率，然后根据公式P＝或P＝F求解。 3．若求瞬时功率，需要明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝Fv进行求解。如果F、v不同向，成夹角α，应用公式P＝Fv·cos α进行计算。尤其应该注意F与v的同时性。 三、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，若速度不变，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 例4　如图所示，汽车停在缓坡上，要求驾驶员在保证汽车不后退的前提下向 ... ...