教科版（2019）高中物理必修第二册4.2功率-导学案 教科版（2019）

1129030011226800功率

【学习目标】
1．理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式P＝计算平均功率。
2．正确理解公式P＝Fvcos α的意义，并能进行计算和解释有关现象。
3．正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
【学习重点】
理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式P＝计算平均功率。
【学习难点】
正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
【学习过程】
一、学习指南
（一）功率的含义
1．定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t的______。
2．定义式：P＝______。
3．单位：在国际单位制中，功率的单位是______，简称瓦，用W表示。
4．物理意义：功率是______量，它是表示物体______的物理量。
（二）额定功率
（1）额定功率是指各种机械可以______正常工作允许输出的最大功率。
（2）实际输出功率往往______额定功率，但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以使实际功率在短时间内大于额定功率。
（三）输出功率、作用力和速度之间的关系
1．功率与速度的关系：P＝______。
2．在P＝Fv中，若v是某段时间内的平均速度，则P表示该段时间内的______；若v是某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的______。
3．汽车上坡时，司机换用______速挡，______油门，可以得到较大的动力。
二、理解与应用
1．平均功率与瞬时功率的比较
比较项目
定义
公式
平均功率


瞬时功率


2．P＝Fv中三个量的制约关系
定值
各量间的关系
应用
P一定
F与v成______

v一定
F与P成______

F一定
v与P成______

3．功率越大，做功一定越多吗？


4．汽车发动机的额定功率为30kW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度？
（2）若汽车以额定功率启动，则速度为10m/s时的加速度？
（3）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？
5．动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m=8×104kg。其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是P1=2×107W和P2=1×107W（第一节车厢达到额定功率如功率不够用时启动第二节车厢），车在行驶过程中阻力恒为车重的0.1倍（g＝10m/s2）。
（1）求该动车组的最大行驶速度；
（2）若列车以1 m/s2的加速度匀加速启动，求t＝10 s时，第一节和第二节车厢之间拉力的值。
【达标检测】
1．如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网。不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法在正确的是（ ）
A．起跳时，球1的重力功率等于球2的重力功率
B．球1的速度变化率小于球2的速度变化率
C．球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D．过网时球1的速度等于球2的速度
2．一艘轮船以速度15m/s匀速运动，它所受到的阻力为1.2×107N，发动机的实际功率是（ ）
A．1.8×105kw B．9.0×104kw C．8.0×104kw D．8.0×103kw
3．为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥。当汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度（ ）
A．减小 B．增大 C．保持不变 D．先增大后保持不变
4．一个小球被水平抛出，运动t时间内重力做功为W，不计空气阻力，则t时刻重力的瞬时功率为（ ）
A．false B．false
C．false D．false
5．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度v与时间t的关系如图所示，则在0～t1时间内下列说法正确的是（ ）
A．汽车的牵引力不断减小 B．t=0时，汽车的加速度大小为false
C．汽车行驶的位移为false D．阻力所做的功为false
6．泵浦消防车又称“泵车”，指搭载水泵的消防车，其上装备消防水泵、消防炮和其他消防器材，抵达现场后可利用现场消防栓或水源直接吸水灭火，某辆消防车的额定功率为 120kW，消防炮的流量为48L/s。某次一高层建筑离地面高为75m处发生火情，为能有效灭火，消防员将消防炮升高到离地80m 后将炮口水平摆放，使水柱恰能喷到着火点，已知消防炮口到着火点的水平距离为40m，水的密度为1103kg/m3，不计空气阻力，则（ ）
A．消防炮出水速度大小为10m/s
B．消防车的抽水效率约为64%
C．如火情向上蔓延，则必须升高消防炮的高度才能有效灭火
D．如消防炮的流量可调，则仅增大消防炮的流量时仍能有效灭火