8.1.2 功和功率 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第1节 功和功率（第二课时） 第八章 机械能守恒定律 1 二、功率 做同样的功 谁更快 （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：反映力对物体做功的快慢。 比值定义法 （5）说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。 （2）定义式： 功率的定义 01 二、功率 二、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 二、功率 平均功率与瞬时功率 02 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 二、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 平均功率与瞬时功率 02 二、功率 额定功率和实际功率 03 （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。 说明： 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。 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。 课堂检测 4.关于某力做功的功率，下列说法正确的是（　　） A．该力越大，其功率就越大 B．该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大 C．功率越大，说明该力做的功越多 D．功率越小，说明该力做功的时间越少 B 课堂检测 5.对公式P=Fv的理解，下列说法中正确的是（　　） A．F一定是物体所受的合力 B．P一定是合力的功率 C．此公式中F与v必须同方向 D．此公式中F与v可以成任意夹角 C 课堂检测 6.质量为m=10kg的物体，自高为h=5m，倾角为37°的光滑斜面顶端由静止滑下，经历时间 到达斜面底端，若到达斜面底端时的速度为v=10m/s，则物体在斜面底端时，重力的功率是（　　）（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） A．1000W B．600W C．800W D．750W B 课堂小结 1.做功的条件 作用在物体上的力 物体在力的方向上移动的位移 2.功的计算： W = F l cosα 3.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负 不表示方向，也不表示大小。 4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。 2.定义式： 1.物理意义：表示做功快慢的物理量 3.计算式：P = F v cosα 一般用于求平均功率 4.单位：国际单位—— 瓦特 （W） 一般用于求瞬时功率 功 率 功 功和功率 B C D A B 播放完毕 谢谢观看 27 【例1】　[2019·哈尔滨检测]如图所示，在光滑的水平面上，质量m＝3 kg的物体，在水平拉力F＝6 N的作用下，从静止开始运动，经过3 s运动了9 m．求： (1)力F在3 s内对物体所做的功． (2)力F在3 s内对物体做功的平均功率． (3)在3 s末，力F对物体做功的瞬时功率． 【解析】　(1)根据功的公式：W＝Fl＝6×9 J＝54 J. (2)力F在3 s 内对物体做功的平均功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f(54,3) W＝18 W. (3)3 s末的瞬时速度为v，l＝eq \f(0＋v,2)t，解得v＝6 m/s 则3 s末的瞬时功率P＝Fv＝6×6 W＝36 W. 【答案】　(1)54 J　(2)18 W　(3)36 W 点拨： 求解功率时两“明确” ①要明确所求功率是某物体各力的功率，还是合力的功率． ②要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率． 方法技巧 求解功率的思路 (1)一定要首先明确是求哪个力的功率． (2)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝Fv或P＝eq \f(W,t)来计算． (3)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝F·v，如果F与v不同向，则利用P＝F·vcos α来计算． 变式训练1　[2019·长春检测]如图所示是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾角为30°，小孩质量为m，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为s时，重力的瞬时功率为(　　) A．mgeq \r(gs) B.eq \f(1,2)mgeq \r(gs) C．mgeq \r(2gs) D.eq \f(1,2)mgeq \r(6gs) 解析：小孩的加速度a＝eq \f(mgsin 30°,m)＝eq \f(1,2)g，由v2＝2as，得小孩滑行距离s时的速率v＝eq \r(gs)，故此时重力的瞬时功率P＝mgvsin 30°＝eq \f(1,2)mgeq \r(gs)，B正确． 答案：B 变式训练2　 如图所示，某一高中男同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为(　　) A．240 J 4 W B．2 400 J 2 400 W C．2 400 J 40 W D．4 800 J 80 W 解析：假设高中男同学的质量m＝60 kg，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他每一次克服重力做的功：W＝mgh＝60×10×0.4 J＝240 J 1分钟内克服重力所做的功：W总＝10 W＝10×240 J＝2 400 J 相应的功率约为：P＝eq \f(W总,t)＝ eq \f(2 400,60) W＝40 W，选项A、B、D错误，C正确． 答案：C 1.关于功率，下列说法正确的是(　　) A．据P＝eq \f(W,t)可知，机器做功越多，其功率越大 B．据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C．据P＝eq \f(W,t)可知，只要知道时间t内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率 D．据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比 解析：由功率公式P＝eq \f(W,t)可知，在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A无“相同时间”这一条件，故A错误．根据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与速度成反比，故B错误，D正确．公式P＝eq \f(W,t)求的是一段时间内的平均功率，故C错误． 答案：D 2.[2019·山东菏泽检测] 如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐．若该同学上半身的质量约为全身质量的eq \f(3,5)，她在1 min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，g取10 m/s2，则她在1 min内克服重力做的功W和相应的平均功率P约为(　　) A．W＝4 500 J　P＝75 W　　　B．W＝450 J　P＝7.5 W C．W＝3 600 J　P＝60 W D．W＝360 J　P＝6 W 解析：每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，则她每一次克服重力做的功W′＝eq \f(3,5)mgh＝eq \f(3,5)×50×10×0.3＝90 J；1分钟内克服重力所做的功W＝50W′＝50×90 J＝4 500 J；相应的平均功率为P＝eq \f(W,t)＝eq \f(4 500,60)W＝75 W，故A正确，B、C、D错误． 答案：A 3. 如图所示，某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l的距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l的距离，若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1＝P2 解析：拉力相同，又通过相同的位移，由W＝Fl知，拉力对物体做的功一样多，即W1＝W2；但沿光滑水平面前进时，加速度较大，故所用时间短，所以P1>P2，故选项B正确． 答案：B $$