8.1功与功率 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版物理必修二 第八章 机械能守恒定律 第一节 功与功率(3) 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。 做功相同，时间越短，做功越快 讨论交流：哪一个做功快呢？ 1min M F M F 30s 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。 M F 30s 5m M F 30s 10m 时间相同，做的功越多，做功越快 若时间不相同，做的功也不相同，怎样比较做功的快慢？ 一、功率 物理学是用单位时间内做功的多少来量度做功的快慢 1.定义：功跟完成这个功所用时间的比值，叫做功率。 2.定义式： 比值定义法：单位时间做功的多少 3.国际单位：瓦特或瓦，符号：W，1W＝1J/s=1N•m/S. 常用单位：千瓦（kW），1kW=103W； 1马力=735瓦 4.物理意义：描述物体做功快慢的物理量。 5.功率是标量。表示做功过程中能量转化的快慢。 长时间运动马的功率为数百瓦 长时间运动时人的功率为数10W， 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 优秀运动员可达1kW 常见物体的功率 二、功率与速度的关系 1.若力与位移的方向在同一直线： W＝Fl P＝Fv 2.若力与位移的方向成某一角度 θ 时： v F θ 对公式：P＝Fvcos θ的理解 v1 v2 v F θ P＝Fvcos θ F2 F1 P＝vFcos θ “vcosθ”整体可称为力方向上的速度 “Fcos θ”整体可称为速度方向上的力 各量的含义： Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。 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。 θ为F与v的夹角，当 θ=0°时，P=FV 三、平均功率和瞬时功率 1.平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢(对应一段 时间或一个过程) 2.瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢(对应一个时刻或 一个位置) 平均功率： 比较常用 F为恒力（合力、平均力） v为t时间内的平均速度 瞬时功率： v是瞬时速度 当F、v方向一致时，对 P=Fv 的讨论 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一定：F∝P 2当力F一定时，P与v成正比，即速度越大，功率越大。 F一定：P∝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 P一定： v F 四、额定功率和实际功率 1、额定功率：指机器长时间正常工作（即额定转速下）时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 额定功率是动力机器重要的性能指标,一个动力机器的额定功率是一定的只有一个值 2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 4、说明： （1）实际功率大于额定功率：超负荷，会损坏机器，只能较短时间工作。 实际功率等于额定功率：满负荷 （2）机车发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率 。起重机吊起货物的功率指钢绳拉力的功率。 解： 由P =Fv 得 匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N 例题1.某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少? F P v = 1800 60000 = m/s=33.3m/s=120km/h v’=54km/h=15m/s 以较低的速度行使时, 实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW 注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率 解:对物体受力分析，如图所示由牛顿第二定律得 例题2.质量2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，求5s内拉力对物体所做的功是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉力的瞬时功率各是多少？（g取10 m/s2） 5s内物体的位移:x=1/2at2=1/2×2×52 m=25 m, 5 s末物体的速度v=at=2×5 m/s=10 m/s, 5 s内拉力的功为W=Fx=24×25 J=600 J, 5 s内拉力的平均功率为P =W/t=600/5W =120 W. 5 s末拉力的瞬时功率为P =Fv =24×10W =240 W. 例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