高中物理人教版必修2同步导学课件：第七章 第3节 功率

【答案】 1.4 W
求解功率时应该注意的问题 1．首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的 功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉 力的功率． W 2．利用公式 P＝ t 求出的一般是平均功率，而在 t→0 时，可认为 P 是瞬时 功率．
功率与速度
[先填空] 1．功率与速度的关系式 P＝ Fv (F 与 v 方向相同)． 2．推导 W 功率定义式：P＝ t ―→P＝ Fv 功的计算式：W＝Fl 位移：l＝vt
3．应用 由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机 的功率 P 一定时，牵引力 F 与速度 v 成反比，要增大牵引力，就要 减小速度．
[核心点击] 1．P＝Fv 中三个量的制约关系 定值 P 一定 v 一定 各量间的关系 应用
F 与 v 成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度 F 与 P 成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输 出功率，获得较大牵引力 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提 高速度
[合作探讨] 如图 732 是解放军正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船．
图 732
探讨 1： 将质量为 m 的坦克车匀速吊起， 坦克车在 t 时间内匀速上升 h 高度． 怎 样计算吊车的功率？
W mgh 【提示】 吊车对坦克车做的功 W＝mgh.功率 P＝ t ＝ t .
探讨 2：若坦克车在相同的时间内匀加速上升 h 的高度，吊车的功率是变大 还是变小？ 【提示】 功率变大． 变大．匀加速吊起，拉力增大，吊车做的功增多，时间相同，
[后思考] 去过泰山的同学会遇到挑山工，假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶， 两者对货物做的功相同吗？做功的功率相同吗？
图 731
【提示】
两者对货物做的功都等于克服重力做的功 ，由于将相同的货物
运往相同高度的山顶，两者做相同的功，而用缆车运送货物所用时间远小于挑 山工的用时，根据功率定义知缆车的做功功率远大于挑山工的做功功率．
[再判断] 1． 一个力对物体做功的功率， 等于这个力与受力物体运动速度的乘积． (√) 2．汽车的功率一定，汽车的速度越大，牵引力就越大．(×) 3．汽车在高速公路上行驶，功率的大小与速度的大小无关．(×)
[后思考] 在越野比赛中，汽车爬坡时，常常换用低速挡，这是为什么？
图 735
【提示】 由 P＝Fv 可知，汽车在上坡时需要更大的牵引力，而发动机的 额定功率是一定的，换用低速挡的目的是减小速度，从而增大牵引力．
发动机实际工作时的 同一机械的实际功率 输出功率 随工作情况而变
1． 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( )
图 733
A．几十瓦左右 C．几十mgh 【解析】 设举重运动员将杠铃举高 1.7 m，则 P＝ t ＝ t ＝1 083.75 W.
[核心点击] 1．定义式及其物理意义 W (1)定义式：功率是功跟完成这些功所用时间的比值，即 P＝ t ，功率是用比 W 值定义法定义的物理量，功率的大小用 t 来表示，但功率与功、时间无关． (2)物理意义：表示在一段时间内力做功的平均快慢．
2．额定功率与实际功率的比较 定义 特点 联系
发动机正常条件下长 不同机械的额定功率 额定功率 时间工作时的最大输 可能不同， 同一机械的 出功率 实际功率 额定功率不变 为了机械的安 全 P 额≥P 实
知 识 点 一
3．功率
知 识 点 二
学 业 分 层 测 评
学 习 目 标 1.知道功率的概念， 理解功率的物理意义． W 2．掌握功率的定义式 P＝ t ，能够用 P＝ W t 解答有关的问题．(重点) 3．知道 P＝Fv 的推导过程．(重点) 4．掌握汽车启动问题的分析方法．(难点) 5．理解额定功率和实际功率的概念．(重 点)
[合作探讨] 汽车以不同方式启动，一次以恒定功率启动，一次匀加速启动．
图 736
探讨 1：用公式 P＝Fv 研究汽车启动问题时，力 F 是什么力？ 【提示】 F 是汽车的牵引力． 探讨 2：以恒定功率启动时，汽车的加速度变化吗？做什么运动？
【提示】 汽车以恒定功率启动，根据 P＝Fv，v 增大，F 减小，加速度减 小，故加速度变化，汽车做变加速运动．
知 识 脉 络
功率
[先填空] 1．定义 力对物体所做的功 W 与完成这些功所用时间 t 的比值 ． 2．定义式 W P＝ t ．
3．单位 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号 W 表示． 4．意义 功率是标量，它是表示物体做功快慢 的物理量．
[再判断] 1．力越大，做功越快．(×) 2．功率越大表示做的功越多．(×) 3．功率表示做功的快慢．(√)
【答案】 B
3． 人的心脏每跳一次大约输送 8×10－5 m3 的血液， 正常人血压(可看做心脏 输送血液的压强)平均值约为 1.5×104 Pa， 心跳约每分钟 70 次， 据此估测心脏工 作的平均功率约为多少．
【解析】
设血压为 p，作用于横截面积为 S 的一个直
血管内的流体上，在时间 t 内流体因压力的作用而移动了一 定的距离 l，如图所示，则压力做功为 W＝pSl＝pΔV，ΔV 指流体的体积．因此，心脏在每分钟所做的功应为 W＝npΔV＝70×1.5×104×8 ×10－5 J＝84 J W 84 故心脏工作的平均功率为 P＝ t ＝60 W＝1.4 W.
【答案】 B
2．(2016· 福州高一检测)如图 734 所示是甲、乙两物体做功与所用时间的 关系图像，那么甲物体的功率 P 甲与乙物体的功率 P 乙相比( )
图 734 A． P 甲＞P 乙 C．P 甲＝ P 乙 B．P 甲＜ P 乙 D．无法判定
W 【解析】 根据功率的定义式 P＝ t 可知，在功与所用时间的关系图象中， 直线的斜率表示功率．因此，由图线斜率可知 P 甲＜P 乙，选项 B 正确．