7.3 功率（两课时）-【点石成金系列】2020-2021学年高中物理课件（人教版必修2）

§7.3.1 功率 力对物体做功的求解公式是什么？ 知识回顾 物理意义：功是能量转化的量度 (表示做功的多少或能量转化的多少) W=Flcosα “lcosα”整体也可称为力方向上的位移 几个力对物体所做的总功 W总 = F合 l cosα W总 = W1 + W2 + W3 +······ 它们在相同时间内做功相同吗？谁做功快？ 结论1：在相同时间内，对重物做功多的，说明做功快。 导入新课 体重相同的她们俩个在爬上相同楼层时做功相同吗？谁做功快？ 结论2：对重物所做的功相同，所用时间短的，说明做功快。 1.一台起重机甲在 1min 内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提到相同的高度。 F M 1min F M 30s 想一想 哪一个做功快呢？ (1) 这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？ (2) 这两个起重机做功的快慢有什么关系？ (3) 你是怎么比较它们做功快慢的？ 相同 乙比甲快 做功相同，时间越短，做功越快 2.一台起重机甲在 30s 内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。 F M 10m F M 5m 想一想 哪一个做功快呢？ (1) 这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？ (2) 这两个起重机做功的快慢有什么关系？ (3) 你是怎么比较它们做功快慢的？ 甲大于乙 甲比乙快 时间相同，做的功越多，做功越快 方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢 1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。 3.国际单位：瓦特，简称瓦，符号是W 1W＝1J/s=1N•m/S. 常用单位：千瓦（kW），1kW＝1000W=103W； 1马力=735瓦 4.物理意义：描述物体做功快慢的物理量。 （P越大——做功越快） 5.功率是标量。表示做功过程中能量转化的快慢。 2.定义式： 一、功率 (单位时间做功的多少) 比值定义法 长时间运动时人的功率为数10W，优秀运动员可达1kW 长时间运动马的功率为数百瓦 鲸游动时功率可达350kW 小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦 高速列车的功率可达数万kW 万吨豪华游轮的功率可达1万kW以上 小资料 二、功率的另一种表达式（功率与速度的关系） W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v＝ t l v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα “vcosα”整体可称为力方向上的速度 P＝F v cosα （α是F与V的夹角） 各量的含义： ①式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。 ②式中v为物体的运动速度，可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小。 ③式中α为F与v的夹角，当α=0°时，P=FV v F α V1 V2 F α v F2 F1 P＝(Fcosα)v P＝F(vcosα) 当作用力方向与运动方向一致时，对 P=Fv 的讨论 2当力F一定时，P与v成正比，即速度越大，功率越大。 v v 3.当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小 1.当速度v一定时 ，F与P成正比，即做功的力越大，它的功率越大 v v一定：F∝P F一定：P∝v P一定： 三、平均功率与瞬时功率 1、平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢 公式 为t时间内的平均速度 α为力与位移（或力与平均速度）之间的夹角； 式中： F为恒力（合力、平均力）； 2.瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢 公式： v为某时刻的瞬时速度 α为力与瞬时速度之间的夹角； 式中： F为某时刻的力（可以是恒力，也可以是变力） ★当t 0时， 表示瞬时功率。 3.理解 ①F与v同向时，α=0°（此情况较多）cosα=1 平均功率： 瞬时功率： ②平均功率对应一段时间或一段过程。 瞬时功率对应运动物体的某一时刻或某一位置。 例1、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求： （1）力F在t=3s内对物体做的功； （2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率； （3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。 【答案】（1）54 J（2）18W (3)36W 【解析】物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a=F/m=2m/s2 物体在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物体在3 s内的位移s=at2/2=9 m （1）力F做的功W=Fs=6×9 J=54 J （2）力F在3 s内的平均功率P=W/t=1