2018-2019学年高中物理 第四章 机械能和能源 2 功率学案 教科版必修2

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1、2　功率[学习目标]　1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.根据功率的定义导出P＝Fv，会分析P、F、v三者的关系．一、功率的含义1．定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t的比值．2．公式：P＝.单位：瓦特，简称瓦，符号为W.常用单位有kW,1kW＝1000W.3．意义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量．4．额定功率和实际功率(1)额定功率：机械允许长时间正常工作时的最大功率．发动机铭牌上的功率指的就是额定功率．(2)实际功率：机械实际工作时的输出功率．发动机的实际功率可以小于或等于额定功率，但不能

2、长时间大于额定功率，否则会损坏机械．二、功率、力和速度之间的关系1．关系(1)当F与v方向相同时，P＝Fv.(2)当F与v夹角为α时，P＝Fvcosα.2．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：当物体做变速运动时，若v为某段时间内的平均速度，则P表示该段时间内的平均功率．(2)瞬时功率：若v为某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率．1．判断下列说法的正误．(1)由公式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)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作．(×)(4)汽车爬坡时常常需要换高速挡．(×)2．用水平力使重力为G的物体沿水平

3、地面以速度v做匀速直线运动．已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则水平力对物体做功的功率是．答案　μGv一、功率在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t货物从地面运到三楼：方式一：搬运工分批搬运，需要时间3h；方式二：用一台起重机提升，需要时间1min；方式三：用另一台起重机提升，需要时间30s.上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，试分析以下问题：(1)用不同的方式，对货物所做的功是否相同？(2)三种方式中做功的快慢是否相同？答案　(1)对货物所做的功相同．(2)因为所用时间不同，说明做功的快慢不同．方式一最慢，方式三最快．1．功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，

4、做功不一定多，反之亦然．2．求解功率时，首先要明确求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，其次还要注意求哪段时间(或哪个过程)的功率．3．做功是能量转化的量度，功率表示做功过程中能量转化的快慢．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x距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进x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＝P2B．W1＝W2，P1＞P2C．W1＞W2，P1＞P2D．W1＞W2，P1＝P2答案　B解析　两次拉物体用的力都是F，物体的位移

5、都是x.由W＝Fxcosα可知W1＝W2.物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由x＝at2可知用时较长，再由P＝可知P1>P2.选项B正确．【考点】功率的计算【题点】平均功率的计算二、功率与速度在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始匀加速直线运动，经过一段时间t末速度为v.求：(1)在t时间内力F对物体所做的功；(2)在t时间内力F的功率；(3)在t时刻力F的功率．答案　(1)Fvt　(2)Fv　(3)Fv解析　(1)在t时间内的位移x＝W＝Fx＝Fvt(2)t时间内的功率为平均功率＝＝Fv(3)t时刻的功率P＝Fv.1．功率与速度的关系(1)当F与v方向相同时，P

6、＝Fv；(2)当F与v夹角为α时，P＝Fvcosα.2．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：①＝.②当F与v方向相同时，＝F，其中为平均速度．(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：①当F与v方向相同时，P＝Fv，其中v为瞬时速度；②当F与v夹角为α时，P＝Fvcosα.例2　如图1所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求：图1(1)前2s内重力做的功；(2)前2s内重力的平均功率

7、；(3)2s末重力的瞬时功率．答案　(1)48J　(2)24W　(3)48W解析　(1)木块所受的合外力F合＝mgsinθ－μmgcosθ＝mg(sinθ－μcosθ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8)N＝4N木块的加速度a＝＝m/s2＝2m/s2前2s内木块的位移x＝at2＝×2×22m＝4m所以，重力在前2s内做的功为W＝mgsinθ·x＝2×10×0.6×4J＝48J.(2)重力在前2s内的平均功率为＝＝W＝24W.(3)木块在2s末的速度v＝a