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

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平均功率和瞬時功率的計算 1、 考點突破： 知識點 考綱要求 題型 說明 平均功率和瞬時功率的計算 1. 理解功率的兩個公式P＝和P＝Fv； 2. 能利用P＝Fv計算瞬時功率 選擇題 功率是高考重點內(nèi)容、高頻考點，通常結(jié)合機車啟動、動能定理、電路、電磁感應(yīng)等知識點進行考查 二、重難點提示： 重點：1. 理解功率的概念； 2. 靈活應(yīng)用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。 難點：1. 正確區(qū)分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義； 2. 能夠利用相關(guān)公式計算平均功率和瞬時功率。 一、功率 1. 定義：功與完成這些功所用時間的比值。 物理意義：描述力對物體做功的快慢。 2. 公式 （1）P＝，P為時間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為瞬時速度，則P為瞬時功率。 二、功率的計算 1. 平均功率的計算方法 ①利用； ②利用，其中為物體運動的平均速度。 2. 瞬時功率的計算方法 ①利用公式，其中v為t時刻的瞬時速度； 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 舉重運動員在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；整個過程的平均功率是________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距離，根據(jù)可求做的功，題目中做的功不變，改變的是時間，根據(jù)可知，舉的時間是2s，則，后三秒停住不動沒有發(fā)生位移，不做功，則，全程時間是5s，則。 答案：3000；1500；0；600. 例題2 質(zhì)量相同的A、B兩個物體靜止放在水平面上，從某一時刻起同時受到大小不同的水平外力、的作用由靜止開始運動，經(jīng)過時間，撤去A物體所受的水平外力；經(jīng)過4，撤去B物體所受的水平外力，兩物體運動的v-t關(guān)系如圖所示，則下列說法中正確的是（ ） 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. 在勻加速運動階段，合外力做功之比為6∶5 D. A、B兩物體在整個運動過程中，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看，兩物體加速度相同，故受到的摩擦力相同，A錯誤；A加速時的加速度是減速時加速度的2倍，，B加速時的加速度是減速時加速度的倍，，所以∶=12∶5，B正確；在v-t圖象中，面積可以表示位移，根據(jù)，在勻加速運動階段有，,則合外力做功之比為4∶1，C錯誤；摩擦力做的功為，，依據(jù)可知，D錯誤。 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時刻開始受到水平力的作用，力的大小F與時間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則（　?。? A. 3t0時刻的瞬時功率為 B. 3t0時刻的瞬時功率為 C. 在t＝0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為 D. 在t＝0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為 思路分析：2時刻速度大小，時刻的速度大小為v3＝v2＋a2t0＝，3t0時刻力F＝3F0，所以瞬時功率P＝3F0v3＝，A錯，B對；0～3t0時間段，水平力對物體做功W＝F0x1＋3F0x2＝F0 （2t0）2＋3F0＝，平均功率P＝＝，C錯，D對。 答案：BD 【方法提煉】求力做功的功率時應(yīng)注意的問題 （1）首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應(yīng)于某一過程的功率為平均功率，對應(yīng)于某一時刻的功率為瞬時功率。 （2）求功率大小時要注意F與v方向間的夾角對結(jié)果的影響。 （3）用求平均功率時，應(yīng)為容易求得的物理量，例如在求勻變速直線運動中某力的平均功率時，容易求出。 滿分訓(xùn)練： 如圖所示，一架自動扶梯以恒定的速度v1運送乘客上同一樓層，某乘客第一次站在扶梯上不動，第二次以相對扶梯v2的速度勻速往上走。扶梯兩次運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，所以第一次扶梯運動的距離要比第二次扶梯運動的距離長；故兩次扶梯運客所做的功不同，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，扶梯移動的速度也相同，電機驅(qū)動扶梯做功的功率相同，即P1=P2，故選：D。 答案：D