2019高中物理 第四章 机械能和能源 第七节 功率学案 粤教版必修2.doc
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1、1第七节第七节 功率功率知识目标核心素养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W t2理解额定功率和实际功率的概念,了解平均功率和瞬时功率的含义3根据功率的定义导出PFv,并能用于分析、计算和解释相关现象,如分析汽车功率一定时,牵引力与速度的关系.1.采用对比法认识平均功率和瞬时功率,在实际运用中加以区别2知道机车的功率与牵引力和速度的关系,通过对发动机的功率、交通运输工具的提速等的了解,认识物理规律在实际中的应用.一、如何描述做功的快慢功率1功率:功W与完成这些功所用时间t的比值公式:P .单位:瓦特,简称瓦,符号是 W.W t2意义:功率是表示物体做功快慢的物理量3功率是
2、标(填“标”或“矢”)量二、功率的计算1功率与速度的关系:PFv.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: 和 F.PW tPv(2)瞬时功率:某一时刻功率的瞬时值,计算公式:PFv,其中v为瞬时速度1判断下列说法的正误(1)由公式P 知,做功越多,功率越大()W t(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()22用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动已知物体与地面间的动摩擦因数为,则水平力对物体做功的功率是_答案 Gv一、描述物体做功的快慢功率建筑工地上
3、有三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量匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0103 N4 m/s16 m4 sB4.0103 N3 m/s6 m2 sC1.6103 N2 m/s20 m10 s(1)三台起重机哪台做功最多?(2)哪台做功最快?怎样比较它们做功的快慢呢?答案 (1)三台起重机分别做功 3.2104 J、2.4104 J、3.2104 J,所以A、C做功最多(2)B做功最快,可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢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,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
4、,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( )AW1W2,P1P2 BW1W2,P1P2CW1W2,P1P2 DW1W2,P1P2答案 B解析 两次拉物体用的力都是F,物体的位移都是l.由WFl可知W1W2.物体在粗糙水平面上前进时,加速度a较小,由lat2可知用时较长,再由P 可知P1P2,选项 B 正1 2W t3确【考点】功率的计算【题点】平均
5、功率的计算二、功率的计算在光滑水平面上,一个物体在水平恒力F作用下从静止开始加速运动,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)Fv1 21 2解析 (1)在t时间内的位移svt 2WFsFvt1 2(2)t时间内的功率为平均功率 FvPW t1 2(3)t时刻的功率PFv.1功率与速度的关系(1)当F与v方向相同时,PFv;(2)当F与v夹角为时,PFvcos .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: .PW t当F与v方向相同时, F,其中 为平均
6、速度Pvv(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:当F与v方向相同时,PFv,其中v为瞬时速度;当F与v夹角为时,PFvcos .例 2 一台起重机将静止在地面上、质量为m1.0103 kg 的货物匀加速竖直吊起,在 2 4s 末货物的速度v4 m/s.(取g10 m/s2,不计额外功)求:(1)起重机在这 2 s 内的平均功率;(2)起重机在 2 s 末的瞬时功率答案 (1)2.4104 W (2)4.8104 W解析 设货物所受的拉力为F,加速度为a,则(1)由a 得,a2 m/s2v t由牛顿第二定律知,Fmgma则Fmgma1.010310 N1.010
7、32 N1.2104 N2 s 内货物上升的高度hat24 m1 2起重机在这 2 s 内对货物所做的功WFh1.21044 J4.8104 J起重机在这 2 s 内的平均功率 W2.4104 WPW t4.8 104 2(2)起重机在 2 s 末的瞬时功率PFv1.21044 W4.8104 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念读题时一定注意一些关键词:“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率,只能用PFv求解;“某段时间内”或“某个过程中”等词语,则是求平均功率,此时可用 求解,也可以用 F求PW tPv解例
8、3 如图 1 所示,质量为m2 kg 的木块在倾角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0.5,已知:sin 370.6,cos 370.8,g取 10 m/s2,求:图 15(1)前 2 s 内重力做的功;(2)前 2 s 内重力的平均功率;(3)2 s 末重力的瞬时功率答案 (1)48 J (2)24 W (3)48 W解析 (1)木块所受的合外力F合mgsin mgcos mg(sin cos )210(0.60.50.8) N4 N木块的加速度a m/s22 m/s2F合 m4 2前 2 s 内木块的位移sat2 222 m4 m1 21 2所以,重力在前 2
9、s 内做的功为Wmgsin s2100.64 J48 J.(2)重力在前 2 s 内的平均功率为 W24 W.PW t48 2(3)木块在 2 s 末的速度vat22 m/s4 m/s2 s 末重力的瞬时功率Pmgsin v2100.64 W48 W.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算针对训练 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在 06 s 内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图 2 甲、乙所示下列说法正确的是( )图 2A06 s 内物体的位移大小为 20 mB06 s 内拉力做功为 100 JC滑动摩擦力的大小为 5 ND06 s 内滑动摩擦力做功为5
10、0 J答案 D解析 在 06 s 内物体的位移大小为s (46)6 m30 m,故 A 错误;Pt图线与1 26时间轴围成的面积表示拉力做功的大小,则拉力做功WF 230 J104 J70 J,故1 2B 错误;在 26 s 内,v6 m/s,P10 W,物体做匀速运动,摩擦力fF,得fF P vN,故 C 错误;在 06 s 内物体的位移大小为 30 m,滑动摩擦力做负功,即Wf 30 5 35 3J50 J,D 正确【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算1(对功率的理解)关于功率,下列说法正确的是( )A由P 可知,只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率W tB由PFv可
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