4.2功率 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

高中物理必修二 演 讲 者：曹雄 4.2 功率 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com 目录 一、功率 二、额定功率与实际功率 【PART.01】 一、功率 回顾知识 01 功率 力对物体做功的求解公式是什么？ 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 +······ 新课引入 02 功率 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 哪一个做功快呢？ 做功相同，时间越短，做功越快 新课引入 02 功率 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 哪一个做功快呢？ 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 功率的概念 03 功率 3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s，技术上常用千瓦（kW），1kW＝1000W，1马力=735W 1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率. 4.物理意义：描述物体做功快慢的物理量。 比值定义法 5.说明：功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢。 2.定义式： 同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即 W=pt． （P越大——做功越快） 平均功率与瞬时功率 04 功率 即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率 当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率 功率的另一种表达式 05 功率 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα v＝ t l 功率与速度的关系 06 功率 P＝F v cosα 若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率 若 v表示平均速度，则P 表示平均功率 当F 和 v 方向相同时，对于公式 P = F v 1.当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 2.当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 3.当v 一定时，F 和 P 有什么关系？ 反比 正比 正比 两个公式的对比 07 功率 P＝W/t P＝Fv 适用条件 (1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率(2)当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 (1)功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，若不同向，P＝W/t＝Flcos α/t＝Fvcos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率. 联系 (1)公式P＝Fv是P＝W/t的推论 (2)功率P的大小与W、t无关 【PART.02】 二、额定功率和实际功率 定义 01 额定功率和实际功率 1.额定功率：是指机器正常 工作时的最大输出功率，也 就是机器铭牌上的标称值。 2.实际功率：是指机器在 工作中实际输出的功率。 几点说明 02 额定功率和实际功率 2.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 1.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。 功率与机械效率的区别 03 额定功率和实际功率 1.功率是描述物体做功快慢程度的物理量 或 2.机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量 课堂练习 04 我国高铁动车技术世界领先。一辆CRH2型动车组的总质量 ，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为360km/h，受到的阻力 与速度v满足 ，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．该动车组以最大速度行驶时的牵引力为6.4×104N B．从题中给出的数据可算出 C．当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为1200kW D．以额定功率行驶、速度为最大速度一半时，动车组的加速度为5m/s2 【参考答案】C 课堂练习 04 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率是60kW，在水平路面上的行驶时所受的阻力为1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为54Km/h，时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？ 【参考答案】 课堂练习 04 【练习1】关于功率，下列说法正确的是（　　） A．功率是用来描述力对物体做功多少的物理量 B．完成相同的功，做功时间越长功率越小 C．使用省力机械，可以提高机械的功率 D．由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比 【参考答案】B 课堂练习 04 【练习2】如图所示为一辆新能源电动汽车，发动机的额定功率为9.0×104W。当汽车以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶时，牵引力大小为3.0×103N，此时汽车发动机输出的实际功率为（　　） A．1.0×104W B．1.5×104W C．3.0×104W D．9.0×104W 【参考答案】C 课堂练习 04 【练习3】某潜水器质量为5×103kg，主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中，潜水器将4×103kg的高密度重物从3000m深的海底一起匀速提升到了海面，已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180kW，水对潜水器的浮力和阻力相互平衡，影响可以忽略不计，g取10m/s2，则提升所用的时间约为（　　） A．0.5×103s B．1.0×103s C．1.5×103s D．2.0×103s 【参考答案】C 课堂练习 04 【练习4】如图为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物由静止开始竖直吊起，已知重物做加速度a=0.2m/s2匀加速直线运动，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变，直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。不计空气阻力和额外功。则（　　） A．起重机允许输出的最大功率P0=5.2×104W B．起重机允许输出的最大功率P0=5.1×104W C．重物做匀加速运动所经历的时间t=5.1s D．重物速度v1=0.8m/s时，起重机输出的功率为4×104W 【参考答案】B 课堂练习 04 【练习5】(多选)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（　　） A．3t0时刻的瞬时功率为 B．3t0时刻的瞬时功率为 C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 【参考答案】BD 课堂练习 04 【练习6】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，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5（已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2）。求： （1）前2 s内重力的平均功率； （2）2 s末重力的瞬时功率。 【参考答案】（1）24 W；（2）48 W 课堂练习 04 感谢您的观看 $$