7-2-1-功率(备课件)高一物理同步备课系列

第七章机械能守恒定律7.2.1功率沪科版（2020）高中物理必修第二册微元法平均力法转换法图像法知识回顾(3)一对滑动摩擦力的总功：W总=-fΔS其中ΔS为相对位移或者物体间的相对路程（与两物体对地路程不同）(4)摩擦生热

Q=W总=fΔS

（ΔS为相对位移或者物体间的相对路程）(2）滑动摩擦力、空气阻力(与速度始终反向)等做功，在曲线运动或往返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积：W=fs路（与运动的路径有关）滑动摩擦力做功的特点（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

3.作用力与反作用力等大反向，但是W=Flcosα，故作用力与反作用力做功不一定相等、也不一定一正一负．2.作用力与反作用力可同时做正功或同时做负功。（例如磁铁间或者两车相撞时）

1、作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。反之亦然。作用力和反作用力做功的特点热身训练1.

下面列举的哪几种情况下所做的功是零（

）A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B．平抛运动中，重力对物体做的功C．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功【解析】A.卫星做匀速圆周运动，地球引力与卫星的运动方向垂直，所以对卫星做功为零，A不符合题意;B.平抛运动中重力与运动方向的夹角小于90度，所以重力做正功，即不为零，B符合题意;C.举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s的过程中，没有发生位移，所以做功为零，C不符合题意;D.木块在粗糙水平面上滑动，支持力与运动方向垂直，即支撑力对木块不做功，即为零，D不符合题意。【答案】B2、AB两物体叠放在光滑水平面上，A物体在力F作用下在B物体上相对滑动，则f1对A做功，f2对B做功。f1、f2对系统所做功分别为多少？S2S1W1=－

fS1W2=fS2W1+

W2=f(S2

－

S1)=－fΔSΔSBAFAf1Bf2FM乙起重机在30秒内把1吨的货物提到相同的高度FM1、这两个起重机对货物做的功有什么关系？相同2、这两个起重机哪一个做功的快？乙比甲快3、你又是怎么比较它们做功快慢的？做功相同，时间越短，做功越快甲起重机在60秒内把1吨的货物提到预定的高度知识点一：做功快慢的描述人类设计、制造机械的主要目的是借助机械代替人力完成做功的过程上海中心直升电梯普通民用电梯20m/s1m/s谁更快？从控制变量的角度分析上海中心直升电梯普通民用电梯载着mg=500N的人匀速上升20m20m/s1m/sF升=mg=500NW=F升h=104J载着mg=500N的人匀速上升20mF升=mg=500NW=F升h=104Jt=1st=20s生活中的大量事例表明，在做功的过程中，做功的快慢也是人们关注的问题。功率为了描述不同物体做功的快慢，我们需要引入一个新的物理量——功率。

在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。1s内做了1J的功，功率就是1W，即1W=1J/s功是能量变化的量度，因此功率用于描述能量变化快慢的程度。由于功是标量，所以功率也是标量。知识点二：功率【总结】

在工程技术中，功率的单位常用千瓦(kW)表示，1kW=1000W。此外，电动机、内燃机等动力机械常常具有额定功率，这是机械长时间工作的最大允许功率，实际输出功率一般小于这个数值。1．功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然。2．应用公式P＝t(W)解题时，必须明确是哪个力在哪段时间内做功。例题精讲1、关于功率的概念，下列说法中正确的是（

）A．功率是描述力对物体做功多少的物理量B．由P＝t(W)可知，功率与时间成反比C．由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大D2、下列有关功率的说法中，正确的是（）A．功率是描述物体做功快慢的物理量 B．汽车的实际功率越大，其做功就一定多 C．从公式P＝Fv可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而增大 D．当轮船航行时，若牵引力与阻力相等，合外力为零，则此时发动机的实际功率为零，所以船行驶的速度也为零1．【解答】解：A、根据功率的定义P＝

，可知功率在数值上等于单位时间力做的功，功率越大，做功越快，功率是描述物体做功快慢的物理量，故A正确；B、汽车的实际功率大，但做功时间长短无法确定，其做功就不确定，所以汽车的实际功率大，其做功不一定多，故B错误；C、牵引力F可能随着时间改变，根据公式P＝Fv可知，汽车的发动机功率不一定随速度的不断增大而增大，故C错误；D、发动机的实际功率P＝Fv，其中F为牵引力，牵引力和速度都不为0，此时实际功率不为0，故D错误。故选：A。W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαv＝tlvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosα“vcosα”整体可称为力方向上的速度知识点三：功率的另一种表达方式P＝Fv

cosα（α是F与V的夹角）各量的含义：①式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。②式中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。③式中α为F与v的夹角，当α=0°时，P=FV对于恒力与位移方向相同的情况，将功的计算式代入平均功率的定义式，可得极小的一段时间近似为某个时刻在时间t内的平均速度的大小在生活实际中，力与位移有一定的角度。瞬时功率有时还需要关注变力在特定时刻做功的快慢。极小的一段时间对应的功这个时刻瞬时速度这个时刻瞬时速度和力的夹角恒/变力直/曲线匀/变速皆适用计算需要当前时刻参数1．一物体从静止开始自由下落，在第1s末和第4s末，重力对物体做功的瞬时功率之比为（）A．1：4 B．4：1 C．1：16 D．16：1【解答】解：由v＝gt可得，1s末的速度v1＝10m/s4s末的速度v2＝10×4m/s＝40m/s；由功率公式P＝mgv可得：

，故A正确，BCD错误。故选：A。例题精讲2、关于功率的公式P＝Fvcosα，以下理解正确的是（

）（多选）A．它是由功率的定义式P＝t(W)及功的定义式W＝Fscosα联合导出的，所以它只能用来计算平均功率B．若F与v的夹角α＝0，P＝FvC．当公式中的v表示平均速度且F为恒力时，则P＝Fv求解的是平均功率D．当F、v、α均为瞬时值时，P＝Fvcosα求解的是瞬时功率【答案】BCD【解析】P＝Fvcosα是由功率的定义式和功的定义式推导得来的，但它既能用来求解平均功率，也能用来求解瞬时功率，A错误．夹角α是力F与速度v的夹角，当夹角α＝0时，P＝Fv，B正确．当F为恒力，v为平均速度时，P为平均功率；当v为瞬时速度时，P为瞬时功率，C、D正确3、质量m＝2kg的物体从静止开始自由下落，求：（1）重力G在t＝3s内对物体做的功（2）重力G在t＝3s内对物体做功的平均功率（3）在3s末，重力G对物体做功的瞬时功率【答案】（1）900J（2）300W（3）600W【解析】（1）重力在t＝3s内对物体所做的功为：W＝mg·s＝20×45＝900J（2）重力在t＝3s内对物体做功的平均功率：＝t(W)＝3(900)＝300W（3）在3s末，重力对物体做功的瞬时功率为：P＝mg·v＝20×30＝600W1、额定功率：是指机器正常工作（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）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。知识点四：额定功率与实际功率（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。起重机调起货物的功率指钢绳拉力的功率。4、说明：（1）实际功率大于额定功率：超负荷，会损坏机械，只能较短时间。实际功率等于额定功率：满负荷生产和生活中常见机械的功率在生产中，功率是衡量机械性能的重要指标.在生产和生活中有各式各样的机械，下表给出了一些常见机械的功率。名称功率P/W名称功率P/W电动摩托车800国产小轿车(5.0-18.0)×1O⁴公交车（8.0-15.0）×104普通火车（2.4-3.0）×105高铁（4.8-11.0）×106万吨级远洋轮船发动机7.4×106大型轧钢机3.7×107喷气式客机2.0×108功率是生活中常用的物理概念。要学会估计日常生活中事物的功率大小。心脏跳动手机充电器运动状态下的人家用微波炉家用轿车万吨巨轮喷气式客机远程火箭发动机太阳辐射总功率P/W102710241021101810151012109106103100例题精讲1．汽车在水平路面上沿直线匀速行驶，当它保持额定功率加速运动时（）A．牵引力增大，加速度增大 B．牵引力减小，加速度减小 C．牵引力不变，加速度不变 D．牵引力减小，加速度不变【解答】解：汽车沿直线匀速行驶，保持额定功率不变，根据P＝Fv可知，速度增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，F﹣f＝ma，牵引力减小，加速度减小，故B正确，ACD错误。故选：B。当堂检测1、用与斜面平行的10N的拉力沿斜面把一个物体从斜面底端拉到顶端需时间2.5s，已知斜面长3.0m，物体在斜面顶端时的速度为2.0m/s，在这过程中拉力的平均功率为______W，在斜面顶端的瞬时功率为______W。12202、如图所示，质量为2kg的物体静止在光滑水平地面上，从t＝0开始，大小为2N的水平拉力F作用在该物体上。在t＝1s时力F的瞬时功率是（）A．1W B．2W C．3W D．4W【解答】解：根据牛顿第二定律，物体的加速度为：

，加速t＝1s，速度为：v＝at＝1×1m/s＝1m/s，t＝1s末拉力F的瞬时功率为：P＝Fv＝2×1W＝2W，故ACD均错误，B正确。故选：B。3．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为S1和S2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2（）A．若S1＜S2，则W1＞W2，P1＞P2 B．若S1＜S2，则W1＞W2，P1＜P2 C．若S1＝S2，则W1＞W2，P1＞P2 D．若S1＝S2，则W1＜W2，P1＜P2【解答】解：AB、若S1＜S2，由于高度决定了平抛运动的时间，所以两个物体运动时间相等。由x＝v0t知：水平抛出两个物体的初速度关系为v1＜v2由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量关系是m2＜m1。自抛出到落地的过程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以落地瞬间两个物体的竖直方向速度vy相等，根据瞬时功率P＝FVcosα，落地瞬间重力的即时功率p