1、第 2 节 功率一、学习目标1.理解功率的概念及计算公式。2.知道功率的单位。3.通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。学习重点是理解功率的概念及计算公式。学习难点是功率的物理意义。二、知识点解读知识点一：功率的概念1.物理意义功率是表示物体 做功快慢的物理量。2.定义：单位时间内所做的功叫做功率，用符号“P”表示。单位是瓦特（W） 。3.公式：P=W/t。式中 表示功率，单位是瓦特（W） ；W 表示功，单位是焦耳（J） ；t 表示时间，单位是秒（s） 。知识点二：功率与机械效率的区别功率表示物体做功的快慢；机械效率表示机 械做功的效率。三、深化理解知识点的例题及其解析【例题 1】如图所示
2、是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙 2 号” ，它将助力我 国极地科考工作。该船设计空载排水量为 8000t，满载排水量为 14000t，能在厚冰层上连续破冰。 （排水量为轮船在水中排开水的质量，g 取 10N/kg） 。（1）空载时该船受到的重力为多少 N？（2）假设破冰船在 1.5m 厚的冰层海域以 7.2km/h 的速度匀速直线破冰时所受的阻力为 2107N，则此时破冰船推进功率为多大？答案：（1）空载时该船受到的重力为 8107N；（2）假设破冰船在 1.5m 厚的冰层海域以 7.2km/h 的速度匀速直线破冰时所受的阻力为 2107N，则此时破冰船推进功率为 4107W
3、。根据阿基米德原理 F 浮 =G 排 =8107N，因为漂浮，所以空载时该船受到的重力：G=F 浮 =8107N；（2）v=7.2km/h=2m/s；匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即 F=f=2107N，推进功率：P= = =Fv=2107N2m/s=4107W。四、本节课的课时作业（含答案与解析）第 2 节 功率 课外同步课时作业一、选择题1.中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min 内跳了 120 次，每次跳离地面的高度约为 5cm，则他跳绳时的功率最接近（ ）A5W B50W C500W D5000W2妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为
4、匀速运动，妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1、功率为 P1，小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2，则下列关系正确的是（ ）AW 1:W2=1:1 BW 1:W2=2:3 CP 1:P2=1:1 DP 1:P2=2:33.如图，小丽和爷爷进行爬楼比赛。他们同时从一楼出发，爬到五楼，结果小丽先到达。已知小丽的体重比爷爷的体重小。下列说法正确的是（ ）A爬到五楼时，小丽做的功比爷爷做的功多B爬到五楼时，爷爷做的功比小丽做的功多C小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大D爷爷做功的 功率一定比小丽做功的功率大。4.已知小汽车的总质量为 1500kg
5、，该车以 30m/s 的速度作水平匀速直线运动，行驶 180s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的 0.16 倍（g=10N/kg）则结论正确的是（ ）A.小车行驶的距离为 540mB.在此过程中汽车的牵引力为 240NC. 在此过程中汽车的牵引 力做功为 1.296106JD.汽车的功率为 7.2104W5.如 图 所 示 ， 水 平 木 板 上 有 甲 、 乙 两 个 木 块 ， 甲 的 质 量 大 于 乙 的 质 量 。 两 木 块 下 表 面 的 粗 糙 程 度 相 同 。甲 、 乙 分 别 在 水 平 拉 力 F1 和 F2 的 作 用 下 ， 以 相 同 速 度 匀 速 直 线 运
6、 动 了 相 同 时 间 ， 下 列 说 法 中 正 确 的是 （ ） 。A. F1 大 于 F2 B.F1 比 F2 做 功 多 B. C.F2 比 F1 的 功 率 大 D.甲 的 重 力 做 功 较 多二、填空题1.新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性，一架由碳纤维材料制作的小型无人机，质量为 2kg，在 5s 内匀速竖直上升 10m，则该无人机克服自身重力做功为_J，功率为_ _W。2.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由 A 点自由下落，相继经过 B、C 两点，已知AB=BC如图所示，物体在 AB 段重力做功 W1，做功功率 P1；在 BC 段重力做功 W2，
7、做功功率 P2，则 W1 W2，P 1 P 2（两空均选填“” 、 “”或“=” ）3.如图所示，一物体在水平向右的拉力 F1作用下以 1m/s 速度在水平地面上匀速运动了 10m，拉力 F1所做的功为 W1，功率为 P1，若该物体在水平向右的拉力 F2作用下以 2m/s 的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力 F2所做的功为 W2，功率为 P2，则 W 1 W 2，P 1 P 2（选填“” 、 “”或“=” ） 4.若轿车以 90kW 的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度 v 与时间 t 的关系如图甲所示则在 2025s 时间内，轿车运动的距离是 m，该过程发
8、动机做的功是 J，轿车在运动过程中受到的阻力是 N5.一辆轿车以 72km/h 的速度在水平路面上沿直线匀速行驶 10 分钟，轿车的质量为 1500kg，行驶时所受阻力为车重的 0.2 倍（g 取 10N/kg） ，则牵引力为 N此时汽车的功率为 kW。三、计算题1.如图甲所示，物体重 500N，某人用 F=400N 平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示（1）物体运动的速度多大？（2）10s 内人对物体做了多少功？功率多大？（3）10s 内人对物体做了多少有用功？2.星期天，小强同学参加社区举办的“体验日”活动中，体验了一回送水工的工作，将一桶 20L
9、的饮用桶装水搬到五楼的张爷爷家。 （g=10N/kg，1L=110 -3m3）求：（1）桶中水的质量是多少？（2）小强同学质量为 40kg，桶重不计，每只脚与地面接触面积约 0.025m2，当他扛起这桶水双脚站立时，他对水平地面的压强是多大？（3）小强同学将水从一楼搬到 12m 高的五楼用时 2min，小强对水做功的平均功率是多少？第 2 节 功率 课外同步课时作业答案与解析一、选择题1.答案：B2.答案：D3.答案：B4.答案：D （2）小车做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F=f=0.16mg=0.161500kg10N/kg=2400N（3）牵引力做的功：W=Fs=1.2961
10、0 7J（4）牵引力的功率：P= = =72000W5.答 案 ： AB解 析 ： 本 题 考 查 滑 动 摩 擦 力 大 小 的 决 定 因 素 、 功 和 功 率 。 滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力，甲的摩擦力大于，因为匀速运动，拉力与摩擦力大小相等，所以 A正确；因为速度相同，时间相同，运动距离相同，根据公式 W=Fs，F1 大于 F2，则 F1 做的功多，所以 B 正确；根据 P=W/t，时间相同时，F1 做功多,故 F1 的功率大于 F2 的功率，C 错误；重力与运动方向垂直，重力不做功，D 错误。二、填空题1.答案：200， 40解析：根据无
11、人机的质量 m=2kg，可以求出该物体的重力 G=mg=20N，求克服重力做功2010WFsNmJ；求功率 P=W/t=40W2.答案：=；解 析：本题考点是功、功率的大小比较已知 AB=BC，根据 W=Gh 可知这两段物体做的功相等；因小球在自由下落时做加速下落运动，所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系，再根据功率公式得出它们的功率关系由题 AB=BC，根据 W=Gh 可知，物体在 AB 段和 BC 段做的功相等，即 W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据 t= 可知，小球在 BC 段运动的时间短，根据公式 P= 可知，物体在 AB 段重力做功功率小于 BC 段重力做功功率，
12、即 P1P 23.答案：=；（2）物体运动的距离都为 10m，且 F1=F2，由 W=Fs 可知 W1=W2；因为 v1v 2，且 F1=F2，由 P= = =Fv 可知，P 1P 24.答案：150；4.510 5；3000解析：由图象可知，在 2025s 时间内，轿车运动的速度为 30m/s，则轿车运动的距离s=vt=30m/s5s=150m；因轿车以 90kW 的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功 W=Pt=91045J=4.5105J；轿车运动过程中受到的阻力 f= = =3000N5.答案：310 3；60。解析：汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一
13、对平衡力，根据f=0.2G=0.2mg 求出 阻 力，利用二力平衡条件求出牵引力的大小；根据 P= = =Fv 求出汽车的功率。（1）汽车做匀速运动，处于平衡状态，由二力平衡条件得牵引力：F=f=0.2G=0.2mg=0.21500kg10N/kg=3103N；（2）汽车的速度：v=72km/h=20m/s；汽车的功率：P= = =Fv=3103N20m/s=6104W=60kW三、计算题1.答案：（1）物体运动的速度为 1.2m/s；（2）10s 内人对物体做了 4800J 功；功率为 480W；（3）10s 内人对物体做了 3000J 有用功（1）由图可知，物体运动的图象是一条斜线，表明物
14、体做 匀速直线运动，并且 10s 时，运动的路程是12m，则物体运动的速度 v= = =1.2m/s；（2）10s 内人对物体做的功：W=Fs=400N12m=4800J；功率：P= = =480W；（3）10s 内运动的路程是 12m，根据直角三角形中，30角所对直角边是斜边的一半可知，10s 时物体上升的高度为 h= =6m，则 10s 内人对物体做的有用功：W 有用 =Gh=500N6m=3000J2.解答：（1）水的质量 m=V=110 3kg/ m32010-3m3=20kg（2）小强扛起水后对水平地面的压力F=G=mg=（40kg+20kg）10N/kg=600N小强双脚站立，与地面的接触面积 S=20.025 m2=0.05 m2对地面的压强 P=F/S=600N/0.05 m2=1.2104Pa（3）对水做功 W=Gh=mgh=20kg10N/kg12m=2400J做功功率 P=W/t=2400J/120s=20W