高中物理第四章 机械能及其守恒定律2 功率试讲课ppt课件

这是一份高中物理第四章 机械能及其守恒定律2 功率试讲课ppt课件，文件包含第四章2功率课件pptx、第四章2功率专练docx、第四章2功率教师版docx、第四章2功率学生笔记docx等4份课件配套教学资源，其中PPT共54页， 欢迎下载使用。
1.理解功率的概念。2.掌握平均功率与瞬时功率的区别，能用功率的定义式P＝ 及功率与速度的关系式P＝Fv进行有关分析和计算(重难点)。
三、P＝Fv中三个量的制约关系
建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
答案　两台起重机分别做功3.2×104 J、2.4×104 J，所以A做功多。
(1)两台起重机哪台做功多？
答案　B做功快，可以用功与所用时间之比表示做功的快慢。
(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？
1.功率(1)定义：力对物体所做的功W与做功所用______的比叫作功率。(2)公式：P＝____。在国际单位制中，功率的单位是_____，简称____，符号是___。常用单位有kW,1 kW＝______ W。(3)意义：功率是表示力对物体_________的物理量。
2.平均功率、瞬时功率：(1)平均功率：一段时间内做的_______与这段时间t的比，就是这段时间内的平均功率。(2)瞬时功率：只有在所取的时间_______的情况下， 才可以认为是该时刻的瞬时功率。3.额定功率(1)额定功率：机械可以长时间_____工作允许输出的_____功率。发动机铭牌上的功率指的就是额定功率。(2)实际运行的功率可以___________额定功率而不允许长时间超过额定功率。
4.应用公式P＝ 解题时，必须明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率。
(1)力对物体做功越多，这个力的功率就越大。(　 　)(2)力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大。(　 　)(3)力对物体做功越快，力的功率一定越大。(　 　)(4)由P＝ 可知，当功的大小一定时，功率与时间成反比。(　 　)
　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A.W1＝W2，P1＝P2B.W1＝W2，P1＞P2C.W1＞W2，P1＞P2D.W1＞W2，P1＝P2
在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做匀加速运动，经过一段时间t，末速度为v。求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率。(1)在t时间内力F的功率；
在t时间内力F的功率为平均功率
(2)在t时刻力F的功率。
答案　t时刻力F的功率为瞬时功率P＝Fv。
1.平均功率的计算(1)平均功率表示物体在某段时间内做功的快慢；
2.瞬时功率的计算瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢。利用公式P＝Fvcs α，其中v为瞬时速度。若vcs α为物体的速度在力F方向上的分速度，则P＝F·vcs α；若Fcs α为物体所受外力在速度v方向上的分力，则P＝Fcs α·v。3.平均功率大的物体，瞬时功率不一定大。
　(2023·成都市石室中学高一期中)引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个质量为60 kg的中学生在30秒内完成10次引体向上，每次引体向上重心上升0.4 m，重力加速度g＝10 m/s2。该学生在上升过程中克服重力做功的平均功率约为A.0 B.8 W C.80 W D.160 W
　如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的固定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，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力做的功；
木块下滑过程中，由牛顿第二定律得：mgsin θ－μmgcs θ＝ma，解得a＝2 m/s2
解得x＝4 m所以重力在前2 s内做的功为W＝mgsin θ·x＝2×10×0.6×4 J＝48 J；
(2)前2 s内重力的平均功率；
重力在前2 s内的平均功率为
(3)2 s末重力的瞬时功率。
木块在2 s末的速度大小为v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s2 s末重力的瞬时功率为P＝mgsin θ·v＝2×10×0.6×4 W＝48 W。
求解功率的一般步骤1.首先明确求哪个力的功率，即求某个力的功率，还是求物体所受合力的功率。
3.若求瞬时功率，需要明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝Fv进行求解。如果F、v不同向，成夹角α，应用公式P＝Fv·cs α进行计算。尤其应该注意F与v的同时性。
P＝Fv中三个量的制约关系
　(多选)大型汽车上坡时，司机一般都将变速挡换到低速挡位上，而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，这样做主要是为了A.节省燃料B.后者使汽车获得较大的功率C.前者使汽车获得较大的牵引力D.后者使汽车获得较小的牵引力
根据P＝Fv可知，大型汽车上坡时，司机将变速挡换到低速挡位上是为了增大牵引力；而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，是为了使汽车获得较大的功率，故B、C正确。
考点一　功率的理解1.(多选)关于功率，以下说法正确的是A.单位时间内物体做功越少，其功率越小B.物体做功越多，它的功率就越大C.物体做功越快，它的功率就越大D.额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率
根据P＝ 可知，单位时间内物体做功越少，其功率越小，故A正确；物体做功越快，说明单位时间内物体做功越多，则它的功率就越大，故C正确，B错误；额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率，故D正确。
2.关于功率的下列说法正确的是
D.据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与速度成反比
据P＝Fv可知，在功率不变时，汽车牵引力与速度成反比，B错误，D正确；
考点二　功率的计算3.(2022·明达中学高一开学考试)小强背着10 kg的书包从一楼跑上五楼，用时40 s。关于小强对书包做功的功率估算正确的是(g取10 m/s2)A.3 W B.30 WC.300 W D.3 000 W
4.(2023·广安二中高一期中)质量为1 kg的物体从某一高度自由下落，设2 s内物体未着地，则该物体下落2 s时重力做功的平均功率和瞬时功率是(取g＝10 m/s2)A.100 W　50 W B.200 W　100 WC.150 W　100 W D.100 W　200 W
考点三　P＝Fv中三个量的制约关系5.汽车发动机通过变速箱将动力传输给运动系统，一般赛车的变速箱有1挡到5挡5个逐次增高的前进挡位，在发动机输出功率不变时，挡位越高车速越快，加大油门可以增大发动机的输出功率。如图所示是赛车越野比赛时正在爬坡的情形，为了能够顺利爬上陡坡，司机应该A.拨1挡，减小油门 B.拨1挡，加大油门C.拨5挡，减小油门 D.拨5挡，加大油门
赛车爬坡时要克服重力做功，因此需要较大的牵引力，由功率P＝Fv得牵引力F＝ ，为了能够顺利爬上陡坡，应增大发动机的输出功率和减小速度v，才能获得更大的牵引力F，因此应拨1挡，加大油门。故选B。
6.(2023·广安市高一期末)2023年4月13日，中老铁路从昆明南、万象站双向对开国际旅客列车，昆明至万象间可实现乘火车当日通达。如图为中老高速铁路使用的“复兴号”动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以120 km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以160 km/h的速度匀速行驶时，发动机的功率为
7.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A.一直增大 B.一直减小C.先增大后减小 D.先减小后增大
由P＝mgvcs 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。
8.(2023·宜宾市高一期中)一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。图中直线为苹果在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是A.苹果经过第三个窗户所用的时间最长B.苹果经过第三个窗户重力做的功最多C.苹果经过第一个窗户重力做功的平均功率最小D.苹果经过第一个窗户下端时，重力做功的瞬时功率 最大
苹果做自由落体运动，速度逐渐增加，通过相同距离用时越来越少，故通过第一个窗户用时最长，故A错误；重力的功W＝mgL，故苹果通过3个窗户重力做的功一样多，故B错误；
根据v＝gt可知，苹果经过第三个窗户下端时，速度最大，根据P＝mgv知重力做功的瞬时功率最大，故D错误。
9.(多选)(2023·树德中学高一期中)一质量为0.5 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是A.0～2 s内外力的平均功率是18 WB.第2 s内外力所做的功是36 JC.第4 s末外力的瞬时功率最大D.第1 s末与第3 s末外力的瞬时功率之比为9∶7
第1 s末的速度v1＝a1t1＝6×1 m/s＝6 m/s，第2 s末的速度v2＝a1t2＝6×2 m/s＝12 m/s，第3 s末的速度v3＝v2＋a2t3＝12 m/s＋2×1 m/s＝14 m/s，第4 s末的速度v4＝v3＋a2t4＝14 m/s＋2×1 m/s＝16 m/s，
第2 s内外力所做的功W′＝3×9 J＝27 J，B错误；第2 s末的外力的瞬时功率P2＝3×12 W＝36 W，第4 s末外力的瞬时功率P4＝1×16 W＝16 W，P2>P4，第4 s末外力的瞬时功率不是最大，C错误；
10.如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，取g＝10 m/s2。(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)则：(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
水平面对物体的支持力大小N＝mg－Fsin 37°＝10×10 N－100×0.6 N＝40 N
第2 s末，物体的速度大小v＝at＝12 m/s第2 s末，拉力F对物体做功的功率P＝Fvcs 37°＝960 W。
(2)从开始运动到物体前进12 m的过程中，拉力对物体做功的平均功率是多大？
从开始运动到物体前进12 m，所用时间为
该过程中拉力对物体做功W＝Fxcs 37°＝100×12×0.8 J＝960 J
11.(2023·成都市高一校考)五一节放假期间家住人民公园的平平同学欲乘坐地铁去天府广场购物，顺便体验地铁2号线的环境，如图所示。他在地图上查询得知人民公园站至天府广场站总共一站，约为1.2公里，需要2分钟，取g＝10 m/s2。求：(1)这辆地铁按预计时间从人民公园站到达天府广场站的平均速率；
(2)若列车和乘客的总质量大约为250吨，所受阻力大约为总重力的0.02倍，当列车以最高时速v＝90 km/h水平匀速直线行驶时，牵引力做功的最大功率。
答案　1.25×106 W
列车和乘客的总重力为G＝mg＝250×103×10 N＝2.5×106 N阻力为f＝0.02G＝0.02×2.5×106 N＝5×104 N因为列车匀速行驶，处于平衡状态，所以牵引力等于阻力，F＝f＝5×104 N列车的最高时速v＝90 km/h＝25 m/s牵引力做功的最大功率P＝Fv＝5×104×25 W＝1.25×106 W。
12.如图，A、B和C三个相同小球等高，且都可视为质点，A小球无初速度自由下落，B小球无初速度沿光滑固定斜面下滑，C小球做平抛运动，不计空气阻力，三者同时开始运动。下列说法正确的是A.三小球同时落地B.从开始运动到落地A和C两小球重力的平均功率相等C.落地瞬间A和B两小球重力的功率相等D.落地瞬间三者速度相同