高一物理必修2 第三节 功率.docVIP

高一物理必修2 第三节 功率 F1是世界上最昂贵、速度最快的运动，这项运动已于2005年9月成功引进我国。F1赛车发动机的功率约为175KW，而体积比它大的多的大公共汽车的发动机功率约为150KW， F1赛车的速度快、启动快，需要在很短的时间内达到很大的速度，需要发动机在很短的时间内做较多的功，所以F1赛车的体积虽然比公共汽车的小，但是发动机的功率却要比公共汽车发动机的功率大。 [通读速记·方法点津] 知识与方法 关键要点 方法技巧 功率的理解 描述力对物体做功的快慢 比值法定义 瞬时功率和机车功率 功率的描述 对比理解 额定功率与实际功率 1、额定功率 2、实际功率 理解归纳 机动车的起动问题 1、匀加速启动 2、以额定功率启动 归纳整理 [精读探究·纵横拓展] 1、正确理解功率概念 ○理要点：不论是人力直接做功，还是使用牛、马等畜力做功，或者是利用机械做功，人们不仅关注做功的多少，还十分关注做功的快慢。为表征做功的快慢引入功率的概念。 ○思重点：读教材P13第一段。 做功有快慢之分。那么，如何比较做功的快慢呢？ 比较做功的快慢一般有两种方法：一是在相等的时间内，比较做功的多少；二是做同样多的功，比较做功时间的长短。例如两个机械甲和乙，甲机械4s做功2×104J，乙机械2s做功1.5×104J，则在相等的时间1s内，甲机械做功5×103J，乙机械做功7.5×103J，可知乙机械做功较快；做同样多的功6×104J，甲机械需时12s，乙机械只需8s，同样可知乙机械做功较快。在物理学中常采用第一种方法。 ○解难点：事实上，凡描述快慢的物理量，一定跟时间有关。例如：描述物体运动快慢的物理量是位移与发生这段位移所用时间的比值，描述速度变化快慢的物理量是速度的变化量与完成这一变化所用时间的比值。我们用“功率”来描述力对物体做功的快慢。因此，功率P应是力对物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，即 。 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。技术上常用千瓦（kW）, 1kW=1 000W。 ○悟方法： 读教材P13第三段 与速度、加速度的定义式相比较，虽然它们研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的，物理学中有很多物理量是用比值的方法来定义的。 2、瞬时功率和机车功率 ○理要点：读教材P14第二段 把功的定义式代入功率的定义式可得，则功率的计算式常用于计算物体的瞬时功率。 ○思重点：在物体做匀速运动时，计算得功率与计算得的功率相同，即平均功率与瞬时功率相同。 计算瞬时功率时，式中的速度v应该物体的瞬时速度，若式中的速度v为平均功率，该式也可以计算平均功率。 ○悟方法：在利用公式计算功率时，速度v应该是物体在力的方向上的分量，如果力F与速度v之间的夹角为α，则计算公式为。 ○重拓展：机车功率的计算公式也为，但是F指的是机车的牵引力而不是机车受到的合外力。 3、区分额定功率与实际功率 ○解难点： 额定功率是发动机正常工作时的最大功率，通常都在铭牌上标明。机器工作时，必须受额定功率的限制，这是基本原则。发动机的输出功率（即实际功率），可以小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可以大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 4、区分平均功率与瞬时功率 ○理要点：读教材P14第六段 即使是同一个力对物体做功，其功率也可能是有变化的。在一段时间内力对物体做功的功率，实际上就是这段时间内力对物体做功的平均功率，即根据计算出的功率是物体在时间t内的平均功率。平均功率只能粗略地描述做功的快慢，其数值与具体的物理过程有关。 要精确地描述做功的快慢，必须用瞬时功率。当△t很短时， ， 而这时式中的v为物体的瞬时速度，α为力F与物体的瞬时速度间的夹角，P为相应时刻的瞬时功率。 可见，对于公式P=Fvcosα，当v表示平均速度时，P为相应时间段内的平均功率；当v表示瞬时速度时，P为相应时刻的瞬时功率。 ○思重点：平均功率对应的是一段时间或一个过程，并且同一物体在不同的时间段的平均功率一般不等，讲平均功率必须讲清是做功的物体在哪一段时间内或哪一个过程中的平均功率；瞬时功率对应的是某一时刻或某一位置，讲瞬时功率必须讲清是做功的物体在哪个时刻或哪个位置的瞬时功率。 ○解难点：读教材P14第四段 有些同学根据P=Fv得出“当P一定时，v→0，F→∞；或者F→0，v→∞”，即“额定功率一定时，瞬时速度趋近于0，牵引力就趋近于无穷大；或牵引力趋近于0，瞬时速度就趋近于无穷大”。这个结论显然是错误的。 从P=Fv可知，当机械的功率一定时，需要用较大的力做功，就必须降低速度。但是，任何机器的作用力都不可能无限制增大，因为它受到了机器结构、运转条件等的限制，超过某一限度，作用力与速度成反比的规律就不成立了，因此任何机器都存在着一个最