1.2 功率教案-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物理必修第二

3.0 envi 2024-12-31 4 4 314.65KB 7 页 3知币

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第2节功率

考点一、功率的含义（做功快慢）

1、功率

（1）定义

功W跟完成这些功所用时间 t的比值叫功率，功率的符号为 P。

（2）公式

P＝（定义式，不是决定式，所以不能说功率与功成正比，与时间成反比）

（3）功率的单位

在国际单位制中，功率的单位是瓦，符号为 W。1W＝1 J/s。常用千瓦（kW），1 kW＝1 000W。

（4）标量性：功率是标量，只有大小，没有方向。正负与功的正负含义相同。

（5）P-t 图像的应用：P-t 图像与两坐标轴围成的面积，表示该段时间内做的功。

【典例详析】

例1、下列关于功率的说法中正确的是(　　)

A．由 P＝知，力做的功越多，功率越大

B．由 P＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大

C．由 W＝Pt 知，功率越大，力做的功越多

D．由 P＝Fvcos α知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大

答案：D

例2、在一次举重比赛中，一名运动员将质量为 127.5 kg 的杠铃举起历时约 2 s，该运动员在举起杠铃运

动中的平均功率约为(　　)

A．几十瓦左右 B．一千瓦左右 C．几十千瓦左右 D．几百千瓦左右

答案：B

考点二、功率与力、速度的关系

1、平均功率的计算方法

（1）利用＝。（常用）

（2）利用＝F·cos α，其中为物体运动的平均速度。（F必须为恒力才可用）

2、瞬时功率的计算方法

（1）利用公式 P＝Fvcos α，其中 v为t时刻的瞬时速度。（常用）

（2）P＝F·vF，其中 vF为物体的速度 v在力 F方向上的分速度。（分解速度）

（3）P＝Fv·v，其中 Fv为物体受到的外力 F在速度 v方向上的分力。（分解力）

【典例详析】

例2、跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是 50kg，他 1min 跳绳 180 次．假定在每次跳跃中，脚与

地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 2/5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是________W．

(g＝10m／s2)

答案：75W

例3、物体做自由落体运动，前一半位移内重力做功的平均功率与后一半位移内重力做功的平均功率之比

为( )

A、1 3 ∶

B、1 4 ∶

C、1 (∶ -1)

D、1 (∶+1)

答案：D

例4、如图所示，质量 m=2 kg 的木块在倾角 α=37°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：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10 m/s2，求：

（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）48W；（2）24W；（3）48J

考点三、机车启动模型

1、以恒定加速度启动（包含恒功率启动）

加速度开始时保持不变，牵引力保持恒定，此时做匀加速运动，速度逐渐变大。当实际功率增大到额定

功率时，保持额定功率不变，速度继续增大，牵引力减小，当与摩擦力相同时，加速度为 0，保持匀速。

【解题方法】

（1）最大速度：匀速时速度最大，此时，；

（2）匀加速启动持续时间：此时，匀加速的最后速度，时间；

（3）瞬时加速度：

【典例详析】

例5、假定某汽车额定功率为 80kW，在平直的公路上行驶的最大速度为 20m/s，质量为 2×103kg，如果汽

车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为 2m/s2，运动过程中阻力不变，求：

（1）汽车所受的阻力大小；

（2）汽车匀加速运动的时间；

（3）第 3s 末汽车的瞬时功率；

（4）速度为 16m/s 时汽车的加速度大小。

答案：（1）4000N；（2）5s；（3）48KW；（4）0.5m/s2

例6、（多选）如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表

示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与 ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是(　　)

A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定

B．t1～t2时间内汽车牵引力逐渐减小

C．t1～t2时间内的平均速度为(v1＋v2)

D．在全过程中 t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小

答案：BD

例7、（多选）如图所示为汽车的牵引力和车速的倒数的关系图象。若汽车质量为 2×103 kg，它由静止开

始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为 30 m/s，则( )

A、汽车所受阻力为 2×103 N

B、汽车在车速为 15 m/s 时，功率为 6×104 W

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