鲁科版物理必修二1.3 功率.ppt

* * 学案3 功率 学点1 功率的含义 (1)定义 功率是标量，功率是表示做功快慢的物理量，作为时间t内物体平均做功快慢的量度。 物理学上用物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，叫做功率。 (2)公式 P= 此公式是功率的定义式，适用于任何情况下的功率计算。 (3)单位 功的单位是J，时间的单位是s，因此功率的单位就是J/s，又叫瓦特，简称瓦，用符号W表示。 在工程技术上还常用千瓦(kW)作为功率的国际单位。1 kW=1000 W。 (4)物理意义 【例1】关于功率的概念以下说法中正确的是( ) A.功率大说明物体做功多 B.功率小说明物体做功少 C.机器做功越多，机器的功率越大 D.机器做功越快，机器的功率越大 D 【解析】由功率的定义式P= 知，功率的大小决定于W与t的比值。W大，时间t也大，功率P可能很小，当W小，时间t更小时，功率P可能很大。因此功率大，不能说明物体做功多，功率小也不能说明物体做功少，故ABC均错误。 功率是描述物体做功快慢的物理量，物体做功快，功率就大，做功慢，功率就小。 一质量为5 kg的物体从45 m高处自由下落至地面的过程中重力的功率为多少？(取 g=10 m/s2) 1 【答案】750 W 学点2 功率与力、速度的关系 (4)平均功率和瞬时功率 平均功率：物理学中把物体在一段时间内做功的功率的平均值叫平均功率，通常用P= 描述。 瞬时功率：某一时刻的功率叫瞬时功率。通常用P=Fv来描述。 (1)推导 由公式P= ，且W=Fs，故P= =Fv (2)公式 此公式只适用于力F和速度v在同一直线上的情况。 (3)额定功率和实际功率 额定功率：每一种机械都有一个长时间工作的最大允许功率，这个功率叫机械的额定功率。机器的铭牌上所标的功率即为额定功率。 实际功率：机械在实际工作中输出的功率为实际功率。 注意：①当物体做匀速运动时，平均功率等于瞬时功率。 ②公式P=Fv 中，当v为平均速度时，也可用此公式求平均功率。 P= Fv 【例2】图1-3-1是倾角为30°、长度为10 m的光滑 斜面，一质量为1.2 kg的物体从斜面顶端由静 止开始下滑，物体滑到斜面底端时重力做功的 瞬时功率是多少？整个过程中重力做功的平 均功率是多少？(取g=10 m/s2) 图1-3-1 对功率的计算，瞬时功率只能用P=Fvcos?计算；平均功率可用P=W/t计算，当恒力做功时也可用P=F 计算。上题中物体做初速度为零的匀加速运动，平均速度 =v/2，则全过程的平均功率等于底端的功率的一半。 【解析】要求物体下滑到斜面底端的瞬时功率，只要求出物体在斜面底端的瞬时速度v，带入P=Fvcos?即可；要求平均功率，只要求出下滑的时间t即可；运用牛顿定律、直线运动的公式可求得v和t。 物体下滑时做匀加速直线运动，受力情况如图1-3-2所示。 由牛顿第二定律F=ma得物体的加速度 a=Gsin?/m=gsin30°=10×1/2 m/s2=5 m/s2 下滑到底端时的速度 v= m/s=10 m/s 此时重力的瞬时功率 P=Gvcos?=mgvcos60°=1.2×10×10×1/2 W =60 W 物体下滑过程中重力做的总功 W=Gscos?=mgscos60°=1.2×10×10×1/2 J=60 J 物体下滑的时间t=v/a=10/5 s=2 s 重力做功的平均功率P=W/t=60/2 W=30 W 【答案】60 W 30 W 图1-3-2 2 质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5 s，求5 s内拉力对物体所做的功是多少？5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少？(g取10 m/s2) 【答案】 600 J 120 W 240 W 1.发动机铭牌上所标的功率是额定功率还 是实际功率？ 【我的见解】 额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率。额定功率是动力机器重要的性能指标，一个动力机