高中物理 4.2 功 率学案 教科版必修2

第2节功率

[导学目标] 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P

＝

W t

进行有关的计算.2.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P＝Fv，能用于分析、计算和解释现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系．

1．加速度的物理意义：a＝Δv

Δt

，表示速度变化的______，其大小由Δv和Δt共同决

定．

2．牛顿第二定律：物体运动的加速度与物体所受的________成正比，与物体的______成反比，加速度的方向与物体所受________的方向一致．

3．功是力和______________________________的乘积，是一过程量.

一、功率的含义

[问题情境]

起重机编号被吊物

体重量

被吊物体

运动情况

所用

时间

做功

A 2×103 N 4 m/s匀速上升 4 s 3.2×104 J

B 4×103 N 3 m/s匀速上升 4 s 4.8×104 J

C 1.6×104 N 2 m/s匀速上升 1 s 3.2×104 J

[要点提炼]

1．定义

力对物体所做的功W与做功所用时间t的________叫做功率．

1

2．功率是表示物体做功______的物理量，它由物体所做的功和做这些功所需的时间共同决定，并不单纯由________决定，也不单纯由做功__________决定．

3．功率是____量．

4．功是力的功，那么功率也就是力的功率．我们经常说的物体做功的功率，实际上是物体的力的功率．例如，汽车的功率就是汽车牵引力的功率．

图1

例1如图1所示，质量为m的物体A从斜面的顶端滑下，经过时间t滑到斜面的底端，斜面是固定在水平面上的，其倾角为α，斜面的长度为x，试求：物体在时间t内的重力的功率．

二、功率、力和速度之间的关系

[问题情境]

一个物体在力F的作用下以速度v匀速运动，在时间t内发生的位移为x，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：

(1)力F所做的功；

(2)力F的功率．

2

[要点提炼]

1．根据公式P＝Fv可分析

(1)当功率P一定时，F与v成____比，即做功的力越大，其速度就越____．当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度．所以汽车上坡时，司机要用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力．

(2)当速度v一定时，P与F成____比，即做功的力越大，它的功率就越____．汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力．

(3)当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越____，功率越____．

起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大．

2．关于平均功率和瞬时功率

(1)利用P＝Fv这一表达式，可以求恒力在某时刻的功率，也可以求变力在某时刻的功率；可以求某个力的功率，也可以求合力的功率．

(2)公式P＝Fv，一般用来计算______功率，但如果F为恒力，v取______速度，此式也可用来计算平均功率．

(3)P＝Fv，适用于F与v同向的情况，但如果二者夹角为θ，则用P＝________来计算功率．

例2质量m＝3 kg的物体，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3 s，求：

(1)力F在t＝3 s内对物体所做的功；

(2)力F在t＝3 s内对物体所做功的平均功率；

(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．

例3如图2所示，

图2

质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝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μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，求：

(1)前2 s内重力做的功．

(2)前2 s内重力做功的平均功率．

(3)2 s末重力做功的瞬时功率．

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