高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第2節(jié) 功率 1 平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算學(xué)案 教科版必修2.doc

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平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算 1、 考點(diǎn)突破： 知識(shí)點(diǎn) 考綱要求 題型 說(shuō)明 平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算 1. 理解功率的兩個(gè)公式P＝和P＝Fv； 2. 能利用P＝Fv計(jì)算瞬時(shí)功率 選擇題 功率是高考重點(diǎn)內(nèi)容、高頻考點(diǎn)，通常結(jié)合機(jī)車(chē)啟動(dòng)、動(dòng)能定理、電路、電磁感應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考查 二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：1. 理解功率的概念； 2. 靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。 難點(diǎn)：1. 正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義； 2. 能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。 一、功率 1. 定義：功與完成這些功所用時(shí)間的比值。 物理意義：描述力對(duì)物體做功的快慢。 2. 公式 （1）P＝，P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率。 （2）P＝Fvcos α（α為F與v的夾角） 【重要提示】v為平均速度，則P為平均功率；v為瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率。 二、功率的計(jì)算 1. 平均功率的計(jì)算方法 ①利用； ②利用，其中為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。 2. 瞬時(shí)功率的計(jì)算方法 ①利用公式，其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度； ②，其中為物體的速度v在力F方向上的分速度； ③，其中為物體受到的外力F在速度v方向上的分力。 例題1 舉重運(yùn)動(dòng)員在2s內(nèi)把1500N的杠鈴勻速舉高了2m，在空中停留了3s，那么，他對(duì)杠鈴做了______J的功，前2s內(nèi)的功率是______W；后3s內(nèi)的功率是______W；整個(gè)過(guò)程的平均功率是________W。 思路分析：做功的條件是，有力作用在物體上，物體在力的方向上移動(dòng)距離，根據(jù)可求做的功，題目中做的功不變，改變的是時(shí)間，根據(jù)可知，舉的時(shí)間是2s，則，后三秒停住不動(dòng)沒(méi)有發(fā)生位移，不做功，則，全程時(shí)間是5s，則。 答案：3000；1500；0；600. 例題2 質(zhì)量相同的A、B兩個(gè)物體靜止放在水平面上，從某一時(shí)刻起同時(shí)受到大小不同的水平外力、的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間，撤去A物體所受的水平外力；經(jīng)過(guò)4，撤去B物體所受的水平外力，兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. A、B兩物體所受摩擦力大小不同 B. A、B兩物體所受水平外力大小之比︰=12︰5 C. 在勻加速運(yùn)動(dòng)階段，合外力做功之比為6∶5 D. A、B兩物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力的平均功率之比為1∶2 思路分析：撤去拉力后從圖象來(lái)看，兩物體加速度相同，故受到的摩擦力相同，A錯(cuò)誤；A加速時(shí)的加速度是減速時(shí)加速度的2倍，，B加速時(shí)的加速度是減速時(shí)加速度的倍，，所以∶=12∶5，B正確；在v-t圖象中，面積可以表示位移，根據(jù)，在勻加速運(yùn)動(dòng)階段有，,則合外力做功之比為4∶1，C錯(cuò)誤；摩擦力做的功為，，依據(jù)可知，D錯(cuò)誤。 答案：B 例題3 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用，力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則（　　） A. 3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為 B. 3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為 C. 在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 D. 在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 思路分析：2時(shí)刻速度大小，時(shí)刻的速度大小為v3＝v2＋a2t0＝，3t0時(shí)刻力F＝3F0，所以瞬時(shí)功率P＝3F0v3＝，A錯(cuò)，B對(duì)；0～3t0時(shí)間段，水平力對(duì)物體做功W＝F0x1＋3F0x2＝F0 （2t0）2＋3F0＝，平均功率P＝＝，C錯(cuò)，D對(duì)。 答案：BD 【方法提煉】求力做功的功率時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率，對(duì)應(yīng)于某一過(guò)程的功率為平均功率，對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻的功率為瞬時(shí)功率。 （2）求功率大小時(shí)要注意F與v方向間的夾角對(duì)結(jié)果的影響。 （3）用求平均功率時(shí)，應(yīng)為容易求得的物理量，例如在求勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某力的平均功率時(shí)，容易求出。 滿分訓(xùn)練： 如圖所示，一架自動(dòng)扶梯以恒定的速度v1運(yùn)送乘客上同一樓層，某乘客第一次站在扶梯上不動(dòng)，第二次以相對(duì)扶梯v2的速度勻速往上走。扶梯兩次運(yùn)送乘客所做的功分別為W1、W2，牽引力的功率分別為P1、P2，則（ ） A. W1W2，P1=P2 思路分析：功等于力和在力的方向上通過(guò)距離的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同；由于第二次人沿扶梯向上走了一段距離，所以第一次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離要比第二次扶梯運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)；故兩次扶梯運(yùn)客所做的功不同，有：W1＞W(wǎng)2；功率等于力與力方向的速度的乘積，由于都是勻速，兩種情況力的大小相同，扶梯移動(dòng)的速度也相同，電機(jī)驅(qū)動(dòng)扶梯做功的功率相同，即P1=P2，故選：D。 答案：D