4.2 功率 课件 -2023-2024学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

第二节 功率 学习目标 1.理解功率的定义，知道功率是表示做功快慢的物理量； 2.学会推导功率的导出式，提升科学推理能力； 3.通过运用功率解释物理现象，激发学科学、用科学的 积极性。 路途艰难，微笑面对！ 仰望星空 引入：克服重力做功快慢的描述 在建筑工地上分别采用以下两种方式, 把1t的砖从地面搬到三楼 方式一：由搬运工分批搬运,需要2h 方式二：用塔式起重机提升,需要8min (1)用不同的方式运送,对建材所做的功是否相同? (2)这两种方式所用的时间不同,做功的快慢如何描述? 体会爬楼 快速爬楼和慢步上楼哪个更累？ 思考搬砖 仰望星空 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。 2.公式： 3.单位: 4.物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。 5.矢标性：功率是标量,只有大小，没有方向 P = t W W 1W=1J/s 6.注意： ①公式中P与t相对应，P为平均功率；只有在t →0时， P才表示某一时刻的瞬时功率。 ②机械效率： η = P出 P入 ×100% 仰望星空 二.额定功率 机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器 铭牌上的标称值。 弱问 ①你是怎样理解用电器的 额定功率的？ ②你是怎样理解电动机的 输入功率和输出功率的？ 注意 ①实际功率总小于或等于额定功率。 ②汽车的输出功率等于牵引力做功的功率。 机器工作中实际输出的功率 （机器不一定在额 定功率下工作）。 实际功率： 额定功率： 仰望星空 名 称 功 率 P / K W 电 动 摩 托 车 0.8 国 产 小 轿 车 50 — 180 公 交 车 80 — 150 普 通 火 车 2400 — 3000 高 铁 （4.8 — 11.0） ×103 万 吨 级 远 洋 轮 船 7.4×103 大 型 轧 钢 机 3.7×104 喷 气 式 客 机 2.0×105 生产和生活中常见机械的功率 （电动机的额定功率通常是指它作为动力机械的输出功率） 仰望星空 三.输出功率、作用力和速度之间的关系 思考 汽车上坡时，司机为什么要将汽车减档并加大油门？ 推导 P =F v F x v 建模： 物体在水平面上做速度为v的 匀速直线运动,经过时间t的位移为x, F为物体受到的与速度同向的恒力。 推导： ∵ W=Fx x = v t P = t W ∴ P =F v 强调： （1）公式适用条件：F、v方向相同； （2）物体做变速运动时，若v为瞬时速度,则P为瞬时功率； 若F为恒力，v为平均速度时，P为平均功率； 讨论： 小轿车和大卡车相比，行驶时受到的阻力更小，但是发动机的功率反而更大，这是为什么？ （3）如何理解公式中P、F、v三者之间的正反比关系。 仰望星空 P =F v c o s α 三.输出功率、作用力和速度之间的关系 再推 F v 建模： 物体在力F作用下沿水平面运动， 力F和速度v的夹角为α 。 推导： 垂直速度方向，Fy不做功； Fx Fy ) α 沿速度方向，Fx、v方向相同，有 Fx=Fcos α P =Fx v ∴ P =F v c o s α 试试： 分解速度v推导P =F v c o s α 讨论： （1）当α =0，即F、v同向时， c o s α =1，P =F v ； 最常用 （2）当α =π，即F、v反向时， c o s α = 1，P = F v ； （3）当α = π/2，即F、v垂直时， c o s α = 0，P = 0 ； （4）当0<α < π/2，即F、v成锐角时， c o s α > 0，P > 0 ； （5）当π/2<α < π，即F、v成钝角时， c o s α < 0，P < 0 ； 仰望星空 例题1.质量为m的小球以速度v0水平抛出,经过时间t着地。求 :(1) 这一过程中重力做功的功率P1;(2)小球着地时重力做功的功率P2。 我问你答 （1）有没有必要选择P =F