高中物理人教版必修二第七章第三节功率导学案5页

3.功率
问题导学
一、功率
活动与探究 1
1．甲起重机在 1 min 内把 1 t 的货物提高 15 m，乙起重机在 30 s 内就把 1 t 的货物提高
了 10 m，试分析谁做功较快。
2．如图所示，用水平力 F 推动物体，让物体在水平桌面上以速度 v 做匀速直线运动，
则力 F 对物体做功的功率是多少？
[来源:学.科.网]
3．P＝Fv 只适用于力 F 和速度 v 在同一直线上的情况，如果力 F 和速度 v 之间有夹角
θ，应如何处理？公式应怎样表达？
迁移与应用 1
如图所示，质量为 m＝2 kg 的木块在倾角 θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜
面间的动摩擦因数为 0.5，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2，求：
（1）前 2 s 内重力做的功；
（2）前 2 s 内重力的平均功率；
（3）2 s 末重力的瞬时功率。
求解功率时应该注意的问题
1．首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车
的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。
2．若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式 P＝F v或 P＝
W
t
来计
算。[来源:学§科§网]
3．若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应
用公式 P＝Fv，如果 F、v 不同向，则投影到相同方向再计算。
二、额定功率与实际功率
活动与探究 2
1．什么是额定功率？什么是实际功率？额定功率和实际功率的大小关系怎样？[来源:学_科_网]
2．如图为某国产电磁炉的铭牌，除此铭牌之外，还知道该电磁炉在工作时有 6 个可选
挡位，分别为 120 W、350 W、800 W、1 300 W、1 800 W、2 000 W。试分析该电磁炉的额
定功率和实际功率为多少？
迁移与应用 2
某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是 1 800 N，
求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有 54

km/h，发动机输出的实际功率是多少？
额定功率是正常条件下可以长时间工作的最大功率，实际工作时的功率可以小于或等于
额定功率，但不能长时间超过额定功率，否则容易将机器损坏。
三、机车的两种启动方式
活动与探究 3
1．公式 P＝Fv 中的三个物理量存在怎样的制约关系？
2．当机车以恒定功率启动时（机车所受阻力 Ff不变），试回答下列问题：
（1）机车启动后，随速度的增大，机车牵引力如何变化？
（2）机车的加速度如何变化？
（3）当速度最大时机车加速度为多少？此时牵引力与阻力大小关系如何？此后机车将
做什么运动？
3．当机车以恒定加速度 a 启动时（机车所受阻力 Ff不变），试回答下列问题：
（1）加速度不变，机车速度和功率如何变化？
（2）当机车功率刚达到额定功率时牵引力和阻力的大小关系如何？此时机车的速度能
达到最大值吗？
（3）此后要想增大速度，则牵引力该如何变化？
迁移与应用 3
在水平路面上运动的汽车的额定功率为 60 kW，若其总质量为 5 t，在水平路面上所受
的阻力为 5×103 N，试求：
（1）汽车所能达到的最大速度。
（2）若汽车以 0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？
（3）若汽车以额定功率启动，则汽车车速 v1＝2 m/s 时的加速度为多大？
（4）若汽车以 v2＝6 m/s 的速度匀速行驶，汽车的实际功率为多大？
1．机车以恒定功率启动的运动过程
故机车达到最大速度时 a＝0，F＝Ff，P＝Fvm＝Ffvm，这一启动过程的 v－t 图象如图
甲所示。
2．机车以恒定加速度启动的运动过程
设机车保持以加速度 a 做匀加速直线运动的时间为 t，则 Fv＝P （Ff＋ma）at＝P，⇒

那么 t＝P/a（Ff＋ma），此时速度 v＝at＝P/（Ff＋ma）。
这一启动过程的 v－t 关系图象如图乙所示。
3．两种过程的 v－t 图象对比
说明：（1）机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度，并未达到整个过程的最
大速度 vm。
（2）P＝Fv 中因为 P 为机车牵引力的功率，所以对应的 F 是牵引力并非合力，这一点
在计算时极易出错。
答案：
【问题导学】
活动与探究 1：1．答案：乙起重机。...