2025-2026学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册 第1章 第2节 功率 课件

第2节　功率目 录 01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习 01 知识点一　功率的含义1. 定义：力所做的 与完成这些功所用的 之比。 3. 单位：在国际单位制中，功率的单位是 ，简称瓦，用符号 表示。4. 物理意义：功率是描述物体做功 的物理量。5. 标矢性：功率是 ，只有 ，没有 ⁠。功W　时间t　 瓦特　W　快慢　标量　大小　方向　知识点二　常见机械的功率1. 额定功率：机械长时间工作的 功率。2. 实际功率：机械实际工作时的功率。3. 二者的关系（1）一个机械的额定功率是一定的，机械工作时都要受额定功率的限制。（2）实际功率通常要小于或等于额定功率，实际功率不允许长时间大于额定功率。最大允许　知识点三　功率与力、速度的关系1. 功率与速度的关系式：P＝ （F与v方向相同）。2. 推导 Fv　   Fv　3. 应用由功率与速度的关系式知，对于汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的实际功率P一定时，牵引力F与速度v成 ⁠ ，要增大牵引力，就要 速度。4. 平均功率和瞬时功率（1）平均功率 ②若v 为 ，则P＝Fv求的是平均功率。反比　减小　平均功率　平均速度　（2）瞬时功率：若v为 ，则P＝Fv求的是瞬时功率。瞬时速度　【情景思辨】如图所示，汽车正在爬一倾角较大的坡道。请对以下结论作出判断。（1）汽车爬坡时常换用高速挡位。（　×　）（2）汽车爬坡时常换用低速挡位。（　√　）（3）当汽车发动机的功率一定时，汽车速度减小，可以获得更大的牵引力。（　√　）（4）汽车发动机的功率越大时，发动机做功越多。（　×　）×√√×核心要点·快突破互动探究 深化认知 02 要点一　功率的理解【探究】　如图所示，泰山挑山工和缆车将相同的货物从山底同一位置运至山上同一位置，两者对货物做的功相同吗？做功的快慢相同吗？提示：做功相同；做功的快慢不相同。【归纳】1. 功与功率的区别（1）功是能量转化的量度。（2）功率表示做功的快慢，也反映能量转化快慢。2. 平均功率与瞬时功率【典例1】　关于功率，下列说法正确的是（　　）  　对公式P＝Fv的理解，下列说法正确的是（　　）要点二　功率的计算【探究】　如图所示，某部队正用吊车将一辆坦克车从码头上吊起装上舰船。（1）将质量为m的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在t时间内匀速上升h高度。怎样计算该过程中吊车的功率？其瞬时功率是多少？ （2）若坦克车在相同的时间t内，从静止开始以加速度a匀加速上升高度h时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？  【典例2】　图甲为小朋友进行的滑雪游戏的图片，滑雪车和小朋友总质量为m＝80 kg，其运动可以简化为如图乙所示的模型，滑雪车在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，滑雪车与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：（1）前2 s内重力的平均功率；答案： 960 W　解析： 滑雪车沿斜面下滑时，对滑雪车和小朋友整体受力分析，如图所示。由牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcos θ＝ma， 解析：滑雪车在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s2 s末重力的瞬时功率P＝mgvcos（90°－θ）＝mgvsin θ＝80×10×4×0.6 W＝1 920 W。（2）2 s末重力的瞬时功率。答案： 1 920 W 1. （多选）质量为1 kg的物体，从高30 m处自由落下（g取10 m/s2），那么在下落的过程中（　　） 2. （多选）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图乙、丙所示。取g＝10 m/s2，则（　　） 要点三　P、F、v的制约关系与应用【典例3】　轿车中的手动变速杆如图所示，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”～“5”挡速度增大，R是倒车挡。某型号轿车发动机的额定功率为96 kW，在水平路面上行驶的最大速度可达288 km/h。假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（　　）  1. 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上启动，这就是汽车驾驶中的“坡道起步”。驾驶员的正确操作是将变速杆挂入低速挡，徐徐踩下加速踏板，然后慢慢松开离合器，同时松开手刹，汽车慢慢启动。下列说法正确的是（　　）解析： 　根据P＝Fv可知挂入低速挡是为了增大牵引力，A正确，B错误；徐徐踩下加速踏板增大了汽车的输出功率，目的也是增大牵引力，C、D错误。2. 2021年2月8日，东海高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行。如图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度是多少？答案：2v解析：高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则满足关系P＝Ffv，Ff＝kv，当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度设为v'，则有4P＝Ff'v'，Ff'＝kv'，联立可得v'＝2v。要点回眸教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏 03 1. 如图所示，飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程，飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是（　　）解析： 　由P＝mgvcos α可知，初状态P1＝0，最低点P2＝0，中间状态P＞0，所以飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是先增大后减小，故C正确。  3. 我国自行研制的新一代大型客机C919如图所示。假定其质量为m，起飞时在水平跑道上以加速度a做匀加速直线运动，受到的阻力大小为f，当飞机速度为v时，则发动机输出的实际功率为（　　）解析： 　飞机起飞时在水平跑道上以加速度a做匀加速直线运动，设牵引力为F，根据牛顿第二定律得F－f＝ma，解得F＝ma＋f，所以牵引力功率P＝Fv＝（f＋ma）v，故选项B正确。4. 在F＝6 N的水平力作用下，质量m＝3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动，运动时间t＝3 s。求：（1）力F在前3 s内对物体做的功；答案： 54 J　 （2）力F在前3 s内对物体做功的平均功率；答案： 18 W　（3）在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。答案： 36 W 解析： 3 s末力F的瞬时功率P＝Fv＝36 W。 04课时训练·提素能分层达标 素养提升 1. 关于功率，下列说法正确的是（　　） 2. 某同学进行体能训练，用100 s跑上20 m高的楼，则与他上楼的平均功率大小最接近的是（　　） 3. 小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬骑车匀速前行。设小明与车的总质量为100 kg，人与车的速度恒为5 m/s，骑行过程中所受阻力约为车和人总重力的2％，g取10 m/s2，小明骑此电动车做功的功率约为（　　）解析： 　小明骑车的速度大小为5 m/s，匀速行驶时，人和车受力平衡，阻力的大小f＝0.02mg＝0.02×100×10 N＝20 N，小明骑此电动车做功的功率P＝Fv＝fv＝20×5 W＝100 W，所以B正确。4. 汽车在同一平直路面上行驶时发动机功率不变，若汽车载货物匀速行驶的速度大小为v1，不载货物匀速行驶的速度大小为v2，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）解析： 　汽车匀速行驶时，有P＝Fv＝fv＝μmgv，载货物时，质量变大，由公式可知速度变小，所以有v1＜ v2，故选C。5. （多选）如图所示，位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2的功率相同。则可能有（　　）解析： 　设F2与水平方向之间的夹角为θ，则F1的功率P1＝F1v1，F2的功率P2＝F2v2cos θ，由题意知P1＝P2。由于两次物体都做匀速直线运动，则第一次的摩擦力f1＝μmg＝F1，第二次的摩擦力f2＝μ（mg－F2sin θ）＝F2cos θ，显然有f2＜f1，即F2cos θ＜F1，因此无论F2＞F1，F2＝F1，还是F2＜F1，都有v1＜v2，选项A、C错误，B、D正确。6. （2024·山东济南期中）一小球做自由落体运动，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是（　　）解析： 　小球做自由落体运动，根据速度公式有v＝gt，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P＝mgv，解得P＝mg2t，可知，重力做功的功率与时间成正比关系，故A正确。7. 钢球在足够深的盛满油的槽中由静止开始下落，若槽中油对球的阻力正比于其速度，则球在下落的过程中阻力对球做功的功率大小P随时间t的变化关系最接近于下列图像中的（　　）解析： 　开始阶段，球速小，阻力也小，由P＝fv知，功率就小。由f＝kv得P＝kv2，可见，阻力的功率随时间非线性增大，当重力与阻力相等时，球速不变，阻力的功率达到最大，故选项A正确。   9. 小孩滑滑梯的情景如图所示，假设滑梯是固定光滑斜面，倾角为30°，小孩质量为m，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为s时，重力的瞬时功率为（　　） 10. （多选）（2024·山东青岛期中）水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体沿力的方向发生相同位移，第一次是在光滑水平面上，第二次是在粗糙水平面上，两次恒力F做的功和功率的大小关系是（　　） 11. 中学生小乔在课外活动期间到操场通过引体向上进行身体锻炼。如图所示，15 s内完成12次引体向上，在此过程中他克服重力做功的平均功率是多少？答案：200 W 12. 一列动车是由几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编组而成。（1）假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为90 km/h，则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度是多少？答案： 300 km/h　解析： 假设每节动车的额定功率为P，每节车辆的重力是mg，阻力为kmg，1节动车加4节拖车编成的动车组达到最大速度时P＝F1v1＝5kmgv16节动车加3节拖车编成的动车组达到最大速度时6P＝F2v2＝9kmgv2联立解得v2＝300 km/h。（2）若动车组运行过程中受到的阻力正比于其速度，当动车组额定功率为P0时，动车组运行最大速度是v，在动车组编组节数不变的情况下，当动车组提速到1.2倍，动车组的额定功率应调整为多少？答案： 1.44P0解析：由题意可知动车组速度最大时受到的阻力F阻＝k'v动车组达到最大速度时F＝F阻P0＝Fv＝k'v2当动车组提速到1.2倍时，动车组的额定功率应调整为P＝k'（1.2v）2联立解得P＝1.44P0。谢谢观看!