高一教科版物理必修二：第四章第2节功率1 平均功率和瞬时功率的计算(讲义)Word版含答案
物理教科版必修2 第四章2 功 率 课件
1．平均功率与瞬时功率的比较 比较 项目 平均 功率 定义 在一段时间内或某一过程 中做功的快慢 物体在某一时刻或某一位 置时做功的快慢 公式
W P＝ 或 P＝Fv t
瞬时 功率
P＝Fv，v为某时刻 的速度
2.对P＝Fv的理解
(1)公式P＝Fv中的力F与速度v应共线，若不共线，F与v的夹
角为θ，则P＝Fvcos θ.
第四章
机械能和能源
2
功
率
Hale Waihona Puke 四章机械能和能源学习目标 1.理解功率的概念，并灵活应用功率的 计算公式P＝W/t 计 算 平均功率．(重点)
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．(重点＋难点)
5．额定功率和实际功率 长时间 (1)额定功率是指机器______________ 正常工作允许的功率． 小于或等于 (2)实际运行的功率可以________________ 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．
二、功率、力和速度之间的关系
Fv 1．功率与速度的关系：P＝______________ . 2．在P＝Fv中，若v是物体的平均速度，则P表示时间t内的 平均功率 ；若v是瞬时速度,则P表示该时刻的_________ 瞬时功率 ． __________
机车起动问题 学案导引 1．机车以额定功率起动时，速度如何变化？ 2．机车以恒定加速度起动时，是否一直达到最大速度， 加速度都不变？
1．恒定功率起动过程(P 不变 )
所以机车达到最大速度时 a＝ 0， F＝ f， P＝ Fvm＝ fv m，故 P vm＝ .这一起动过程的运动性质为加速度减小的加速直线 f 运动， v－ t 关系如图所示．
教科版物理必修二 第四章第2节-功率(共18张PPT)
已知：P额=60000W、m=5000kg、f=0.1mg=5000N
（1）汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?
（2）若汽车保持a=0.5ｍ/s2的加速度从静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?
解析：（1）P额 Fvm
vm
P额 F
P额 f
60000 5000
f
v F 设 f 恒定
（4） F f ma F a
a 0 Fmin f
2.汽车以恒定的加速度a启动 （1）F f ma a 恒定 F 恒定
vm
P额 Fmin
P额 f
（2）P实 Fv F恒定 v P实
P实 P额
v
vm v1
（3）P额 Fv P额恒定 v F
功率
扬州市新华中学
人
vs
起重机
思考：如何比较物体做功的快慢？
（1）做功一样多，时间短的做功快 （2）时间一样多，做功多的做功快 （3）单位时间内做功多的做功快 ， 即比较W/t 的大小
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 比值叫做功率P义：功率P是表示物体做功快慢的物理量
瞬时功率 P Fvcos（v指瞬时速度的大小）
若力和速度的方向相同，则P=Fvcosα简化为P=Fv
二、功率、力和速度之间的关系
vF
P=Fv
(1)当P一定时，则F与v成反比 (2)当v一定时，则F与P成正比 (3)当F一定时，则P与v成正比
二、功率、力和速度之间的关系
思考：汽车从车站开出，总要有一段 加速运动，试问能否让汽车一直保持 加速运动，使汽车的速度无限增大呢？ 为什么？
高一物理第四章 第二节 功率
应对市爱护阳光实验学校高一物理第四章 第二节 功率【本讲信息】 一. 教学内容：第四章 第二节 功率 二. 知识点分析： 知识点1：功率的概念功率是描述力对物体做功快慢的物理量。
功率的义式tW P =，功率是标量，只有大小，没有方向，它正负的意义和功正负的意义相同。
由于θ=cos Fx W ，所以θ==cos Fv tW P ，在阶段计算功率一般要用θ=cos Fv P 进行计算。
知识点2：平均功率 瞬时功率1、力对物体做的功与所用时间的比值，就是这一段时间内的平均功率，平均功率可以直接用公式tW P =求解，还可以用公式v F P =求解。
瞬时功率就是在某一时刻力对物体做功的功率，可以理解为：在txF tW P ∆∆=∆∆=中，当△t 很小时，v tx =∆∆即为瞬时速度，此时的Fv P =即为瞬时功率。
2、对于P ＝Fv 的认识作用在物体上的力与物体沿力的方向的速度的乘积就是力对物体做功的功率。
假设力F 与速度v 的夹角为θ，那么力F 对物体做功的功率为θ=cos Fv P 。
〔1〕假设0=θ，那么力F 对物体做功的功率P ＝Fv 。
对于机器设备，当牵引力F 一时，功率P 与速度v 成正比，速度越大，功率也越大，但不得超过机械的额功率；当功率P 一时，降低速度可以增大牵引力，但速度不能降为零，因为速度降为零机器就会停止运转，牵引力就会为零，这种情况下，要想继续增大牵引力，只有增大功率。
〔2〕假设︒<θ≤︒900，那么力F 对物体做功功率0P >。
〔3〕假设︒=θ90，那么力F 对物体做功功率P ＝0。
〔4〕假设︒≤θ<︒18090，那么力F 对物体做功功率0P <。
三. 重、难点分析： 1、功率功W 跟完成这些功所用时间t 的比值叫做功率。
功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率的义式：tW P =功率的单位：瓦特〔W 〕。
2、平均功率和瞬时功率〔1〕平均功率：表示力在一段时间内做功的平均快慢。
(教科版)物理高一必修二：第4章第2节《功率》ppt课件
[核心点击] 1．P＝Fv中三个量的制约关系
定 各量间的 值 关系
应用
P一 F与v成反 汽车上坡时，要增大牵引力，应
定
比 换挡减小速度
v一 定
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
F一 P与v成正 汽车在高速路上，加大油门增大
定
比 输出功率，可以提高速度
知 识 点 一
学
2.功率
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.理解功率的概念，能运用功率的公式进
行有关计算．(重点)
2．理解额定功率和实际功率的概念，了
解平均功率和瞬时功率的含义．(重点)
3．根据功率的定义导出公式P＝Fv，能 用于分析、计算和解释现象，如分析汽车 功率一定时，牵引力与速度的关系 等．(重点、难点)
【提示】 P＝Wt ＝mtgh＝1 500 W.
[核心点击]
1．定义式及其物理意义
(1)定义式：功率是功跟完成这些功所用时间的比值，即P＝
W t
，功率是用比
值定义法定义的物理量，功率的大小用Wt 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
2．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( )
A．几十瓦左右 C．几十千瓦左右
图4-2-2 B．一千瓦左右 D．几百千瓦左右
【解析】 设举重运动员将杠铃举高1.7 m，则P＝Wt ＝mtgh＝1 083.75 W. 【答案】 B
[再判断] 1．当汽车的功率一定时，发动机的牵引力越大，汽车的行驶速度越大．( ×) 2．起重机吊起某一重物匀速上升时，物体上升的速度越大，起重机的功率就 越大．( √ ) 3．当输出功率一定时，速度和牵引力成反比．( √ )
高一物理教科版版必修2课件：第四章 2
解析 答案
总结提升
求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念.读题 时一定注意一些关键词：“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时 功率，只能用P＝Fv求解；“某段时间内”或“某个过程中”等词语， 则是求平均功率，此时可用 P ＝Wt 求解，也可以用 P ＝F v 求解.
三、P＝Fv在实际中的应用
1.判断下列说法的正误. (1)由公式P＝Wt 知，做功越多，功率越大.( × ) (2)力对物体做功越快，力的功率一定越大.( √ ) (3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作.( × ) (4)汽车爬坡时常常需要换高速挡.( × )
2.用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动. 已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则水平力对物体做功的功率 是 μGv .
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月上午10时27分21.11.2210:27November 22, 2021
• 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪 忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021年11月22日星期一10时27分57秒10:27: 5722 November 2021
汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减
小到零时，速度达到最大.
所 则以汽车，的此最时大汽速车度的为牵引vm力ax＝为FPF11＝＝5f6＝.0××51.010×043 1m03/sN＝，12 m/s.
1234
解析 答案
(2)当汽车加速度为2 m/s2时，速度是多大？ 答案 4 m/s 解析 当汽车的加速度为2 m/s2时，设牵引力为F2， 由牛顿第二定律得：F2－f＝ma， F2＝f＋ma＝5.0×103 N＋5.0×103×2 N＝1.5×104 N， 汽车的速度为 v＝FP2＝16.5××110044 m/s＝4 m/s.
平均功率与瞬时功率要点课件
功率的大小反映了物体做功的快 慢程度，即功率越大，做功越快
。
在实际应用中，功率的大小不仅 取决于做功的多少，还与时间有 关，因此需要综合考虑做功和时
间的关系。
02
平均功率的计算
平均功率的定义
01
平均功率是指一段时间内电源输 出的平均能量与该段时间的比值 ，单位为瓦特（W）。
02
平均功率的计算公式为：P_avg = W/t，其中W为电源输出的总 能量，t为测量时间。
直流电路中的瞬时功率具有持续性和稳定性，不会随时间变 化。
交流电路中的瞬时功率
在交流电路中，电压和电流是随时间变化的，其瞬时功率也具有时间变化特性。
对于正弦交流电路，瞬时功率可以表示为P(t) = U(t) * I(t)，但通常采用有效值来计 算，即用电压和电流的有效值相乘得到功率的有效值。
交流电路中的瞬时功率具有周期性变化的特点，与电源频率保持同步。
直流电路中的平均功率
在直流电路中，平均功率等于电源电压与电流的乘积。 公式为：P_avg = V*I。
交流电路中的平均功率
01
02
03
04
在交流电路中，平均功率的计 算需要考虑电流和电压的有效
值。
对于正弦波，平均功率的计算 公式为：P_avg = 0.5*Vrms*Irms。
其中，Vrms和Irms分别为电 压和电流的有效值。
通过实验可以验证，对于周期性变化的信号，其平均功率 等于信号幅度平方加权的积分值除以信号周期；而瞬时功 率等于信号幅度平方的一阶导数乘以信号周期的倒数。
通过实验可以验证，对于非周期性变化的信号，其平均功 率等于信号幅度平方加权的积分值除以信号持续时间；而 瞬时功率等于信号幅度平方的一阶导数乘以信号持续时间 的倒数。
高中物理教科版必修2课件：第四章 第2节 功率
4．应用 从 P＝Fv 可以看出，当发动机的功率一定时，牵引力 F 与速度 v 成 反比，要增大牵引力，就要 减小速度。所以汽车上 坡时，司机要换低速 挡减小速度，得到较大的牵引力；在平直 公路上，汽车受到的阻力较小，这时可以使用 高速挡，在发动 机功率相同的情况下使汽车获得较大的速度。
1．自主思考——判一判 (1)功率是描述力对物体做功快慢的物理量。 W (2)由公式 P＝ t 知，做功越多，功率越大。 (3)功率是标量，大小等于力和速度大小的乘积。 (4)公式 P＝Fv 只能用来计算瞬时功率。 (5)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。 (√ ) (× ) ( ×) ( ×) (√ )
求解功率时应该注意的问题 (1)首先明确要求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体 所受合力的功率。 (2)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由 W 公式 P＝ t 或 P＝F v 来计算。 (3)若求瞬时功率，要明确是哪一时刻的功率，再确定该时刻 物体的受力 F、 速度 v 及 F 与 v 的夹角关系， 然后再代入 P＝Fvcos α 进行求解。
第2节
功率
W 1．功率是功与做功所用时间的比值， 即 P＝ t 。 功率表示做功的快慢。 2 ．额定功率是机器长时间正常工作的最大功 率，机器实际工作的功率可以小于或等于额 定功率，但不允许长时间超过额定功率。 3．平均功率表示物体在一段时间内或某一过程 中做功的平均快慢，而瞬时功率表示物体在 某一时刻或某一位置时做功的快慢。 4．机车工作时的实际功率 P＝Fv，其中 F 为机 车的牵引力。
二、功率、力和速度之间的关系 1．功率与速度关系式：P＝ Fv (F 与 v 方向相同)。
2．推导 W 功率定义式：P＝ t Fv → P ＝ ___ Fx 功的计算式：W＝___ 位移：x＝vt
高一物理必修2功率ppt1
2）在2s末重力做功的功率等于多 少？
3）在4s末重力做功的功率又为多 少？
例2：汽车额定功率为60KW，质量为5t， 在水平路面上运动，阻力为车重的0.1 倍，(g=10m/s2)试问： 1.汽车在额定功率下匀速行驶的速度？ 2.汽车以额定功率启动
1)能达到的最大速度是多少？ 2)汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 3.汽车从静止开始，以0.5m/s2的加速 度做匀加速直线运动，这一运动能维持 多长时间？
小结：
w
• 1、功率P=
t
瞬时功率P=Fv
• 2、平均功率和瞬时功率、额定功率和实际功率 等的理解。
• 3、在阻力不变的条件下，汽车的两种启动。
作业：
• 1、观察你家里的洗衣机、吹风机、等电 器的铭牌，功率有没有什么关系？是不 是越大的电器功率越大？
• 2、做课后题1、2、3、4。
第二节 功率
一、功率的概念 1、定义：功w跟完成这些功所用时 间t的比值叫做功率。 2、公式：Ｐ＝Ｗ／t ３、单位：瓦特(W) 千瓦（KW）
1W＝１J／s 4、物理意义：表示力对物体做功 快慢的物理量
二、额定功率和实际功率
（1）额定功率是发动机正常工 作时的最大输出功率，通常在发 动机铭牌及说明书中标明。 （2）实际功率是发动机工作时 实际的输出功率。
• 汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油 门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功 率越大。
• 起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的 功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。
例1：质量为m=2kg的物体从距地面 45m的高处自由下落，
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二、重难点提示：
重点：1. 理解功率的概念；
2. 灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
难点：1. 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义；
2. 能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
一、功率
1. 定义：功与完成这些功所用时间的比值。
物理意义：描述力对物体做功的快慢。
2. 公式
（1）P ＝t
W ，P 为时间t 内的平均功率。
（2）P ＝Fv cos α（α为F 与v 的夹角）
【重要提示】v 为平均速度，则P 为平均功率；v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率。
二、功率的计算
1. 平均功率的计算方法
①利用W P t
=
； ②利用P F
cos
v
α=⋅，其中v 为物体运动的平均速度。
2. 瞬时功率的计算方法
①利用公式P F cos v α=⋅，其中v 为t 时刻的瞬时速度；
②F P F v =⋅，其中F v 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度；
③v P F v =⋅，其中v F 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力。
例题1 举重运动员在2s 内把1500N 的杠铃匀速举高了2m ，在空中停留了3s ，那么，他对杠铃做了______J 的功，前2s 内的功率是______W ；后3s 内的功率是______W ；整个
过程的平均功率是________W 。
思路分析：做功的条件是，有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，根据W Fl =可求做的功150023000W Fl J ==⨯=，题目中做的功不变，改变的是时间，根据W P t
=可知，举的时间是2s ，则111500W P W t ==，后三秒停住不动没有发生位移，不做功，则20P W =，全程时间是5s ，则32
600W P W t ==。
答案：3000；1500；0；600.
例题2 质量相同的A 、B 两个物体静止放在水平面上，从某一时刻起同时受到大小不
同的水平外力A F 、B F 的作用由静止开始运动，经过时间0t ，撤去A 物体所受的水平外力A F ；
经过40t ，撤去B 物体所受的水平外力B F ，两物体运动的v-t 关系如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. A 、B 两物体所受摩擦力大小不同
B. A 、B 两物体所受水平外力大小之比A F ︰B F =12︰5
C. 在匀加速运动阶段，合外力做功之比为6∶5
D. A 、B 两物体在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为1∶2
思路分析：撤去拉力后从图象来看，两物体加速度相同，故受到的摩擦力相同，A 错误；A 加速时的加速度是减速时加速度的2倍，2A F mg mg μμ-=，B 加速时的加速度是减速时加速度的
14倍，14
B F mg mg μμ-=，所以A F ∶B F =12∶5，B 正确；在v-t 图象中，面积可以表示位移，根据W Fl =，在匀加速运动阶段有001222
A A A W F l mg v t μ==⋅⋅合，0011442
B B W F l mg v t μ==⋅⋅合B ,则合外力做功之比为4∶1，
C 错误；摩擦力做的功为fl ，1212::6:5W W fl fl ==，依据W P t =可知12:2:1P P =，
D 错误。
答案：B
例题3 质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t ＝0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则（ ）。