高一下册物理 功率 逐字稿-1,968字
师:同学们,今天我们一起来学习功率。大家都知道万里长城,那你们知道建造长城花了多长时间吗?它历经若干朝代,长达数百年才建成。而如今我们完成一项建筑,所需时间大大缩短。比如世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥,从2009年开工到2017年全线通车,仅仅用了8年。2020年2月,新冠肺炎在我国肆虐,为了救治更多病人,我国在武汉建造了火神山医院和雷神山医院,仅仅用了十余天,速度之快令人惊叹。
再比如,丰收季节收割小麦,过去靠人力收割,一个成熟的青壮年男性一天大概能收割两亩地,而现在收割机一天可以收割50亩。用刚学过的功的知识描述,相同时间内收割机做功更多,那谁做功更快呢?显然是收割机。
我们来看个小实验。在重力做功相同的情况下,纸团下落时间更少,那重力对谁做功更快呢?对纸团。我们可以用功率来表示做功的快慢,功与完成这些功所用时间的比值就叫做功率,定义式是P = W÷t 。功率是反映物体做功快慢的物理量,是个标量。功率的单位,根据公式可推导为焦耳每秒。在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。常用单位还有千瓦,1千瓦 = 1000瓦。瓦特这个单位是为了纪念詹姆斯·瓦特,他是第一次工业革命的重要人物。在工程技术上还有一种常用单位叫马力,又叫匹,1匹 = 735瓦,据说这是一匹强壮的马的功率。日常生活中,输入功率为735瓦的空调叫1匹,输入功率为1470瓦的空调叫2匹。但由于空调输入功率不一定刚好是整匹,像1400瓦或1600瓦,就分别称为小2匹和大2匹,介于1匹和2匹之间就称为1.5匹。
下面我们来看,功的公式为W = FLcosα,功率P = W÷t 。把功代入功率公式,公式中L÷t是速度的定义式,所以功率公式可写成P = Fvcosα 。从公式推导可知,v是物体在恒力F下的平均速度,这里的功率P指从计时开始到时刻t的平均功率,我们用平均功率描述一段时间内做功的平均快慢。如果时间间隔非常小,v可看作瞬时速度,此式就表示瞬时功率,用瞬时功率表示某一时刻做功的快慢。这里α是F与v方向的夹角,当α = 0度时,P = F×v 。
人在慢跑时功率大概100瓦左右,短跑时功率可达上千瓦。那长跑运动员能用50米短跑的速度完成5千米的赛跑路程吗?人不能长时间超负荷运动,短跑运动员赛跑时间只有十几秒,能以最大速度跑完全程,此时运动员输出功率是正常时的数十倍。但在5千米长跑中,运动员不能长时间超负荷运动,人做功过快、超负荷会引起疲劳,甚至受伤、生病等。同样,机器做功过快、超负荷,会造成发动机熄火或烧毁。