2015(73功率上课用定)

功的计算公式：cosFLW温故知新创设情境在日常生活中有这样的实例，拖拉机耕地比牛耕地快得多，挖掘机挖东西要比人快得多，上楼坐电梯要比步行快得多…..这说明做功不仅有多少，还有快慢问题，今天我们就来学习表示做功快慢的物理量——功率§7.3功率编号所用时间做功A4s6400JB4s9600JC2s6400J（1）你如何判断ABC做功的快慢？想一想下面是三台起重机在工作时的有关记录方法:功时间比值的大小反映做功快慢物理学上正是采用这种方法来比较做功的快慢的.=功率功时间第三节功率（1）功率是表示物体做功快慢的物理量。(2)公式：WPt比值法定义（3）功率也是标量（4）功率的单位瓦特（W）3110kWW1735W马力1/Js1W讨论：表示的是平均功率还是瞬时功率？WPt∵t表示一段时间时，WPt∴用公式求平均功率当t很短很短时，表示瞬时功率WPtt应用：恒功率时求功:WPt练习1：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s距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则()A.W1=W2，P1=P2B.W1=W2，P1＞P2C.W1＞W2，P1＞P2D.W1＞W2，P1=P2BW＝FscosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFscosαv＝tS二、功率与速度的关系问题归纳二、功率与速度2.功率的另一种表达形式P＝FVcosαα是F与V的夹角当F与v同方向时（α＝0）P＝Fv1、求平均功率PFv2、求瞬时功率ttPFvWPt平均功率和瞬时功率平均功率（是平均速度）PFvv※瞬时功率（是瞬时速度）vPFv※【例】质量为4kg的物体从高处自由下落，在刚下落的2s内（g取10m/s2）(1)重力对物体做的功？(2)这2s内重力做功的平均功率？(3)2s末，重力做功的瞬时功率？要点：必须弄清是何种类型的功率，并能正确选择公式当堂导练:说明在日常生活中，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：1、汽车的功率就是汽车牵引力的功率2、起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率问题讨论：机车运动说明：对于交通工具:PFv发动机功率牵引力汽车速度公式：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．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．额定功率：动力机械能较长时间工作时输出的最大功率。1马力=735瓦特功率的求解公式的应用PFv1、P一定时，F与v成反比3、F一定时，P与v成正比2、v一定时，F与P成正比汽车爬陡坡时要增大牵引力，必须使用低速档汽车在高速公路行驶时，要增大速度，须加大油门增大P汽车爬坡时，要增大牵引力，须加大油门增大P。1.关于功率以下说法中正确的是（）A、据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B、据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D、根据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。练习D1.某汽车发动机的额定功率为3600W,在水平路面上行使时受到的阻力是180N,求（1）在额定功率下匀速行驶的速度.（2）如果汽车匀速行驶的速度只有15m/s,则发动机输出的实际功率是多少?（3）求汽车在额定功率下行驶，速度为10m/s时的加速度当堂导练:（检验下你智慧的头脑）当堂导练:（检验下你智慧的头脑）PFv发动机功率牵引力汽车速度公式：课堂小节2、定义式：P＝tW1、物理意义：表示做功快慢的物理量3、推广式：P=Fv该式一般用于求平均功率4、单位：在国际单位制中瓦特W该式一般用于求瞬时功率功率功率P一定牵引力F速度vPFv阻力Ff不变fFFam加速度a变加速直线运动达到最大速度vmF=Ff时a=0匀速直线运动说明：汽车在恒定功率从静止开始运动(启动)VotF=FfVmmPPvFf例题《功率》试卷14题速度vF不变匀加速直线运动功率PP＝Fv第二种情况：汽车以恒定加速度启动加速度a一定:由F-f=maF不变vt01vmv1ta2tW=FsW=Pt例题：要点：必须弄清是何种类型的功率，并能正确选择公式1、质量ｍ＝3kg的物体，在水平力F＝6Ｎ的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间ｔ＝3s，求：（1）力F在ｔ＝3s（2）力F在ｔ＝3s内对物体所做功的平均功率。（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率。当堂导练:练习2：从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体,物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为()A.400WB.300WC.500WD.700WB【解析】由于曲线运动,G与未速度v间有夹角α，P=G·vcosα，其实vcosα就是v竖直分量，只需求出3s末平抛运动的竖直分速度：vy=g·t，P=G·vcosα=G·vy=G·gt=10×10×3W=300WVx=V0αVVy例题3：物体从倾角为θ，高度为h的斜面顶端由静止下滑到斜面底端，已知斜面的粗糙系数为μ；求物体下滑过程中重力的功率和下滑到底端时重力的功率是多少？SFN解：设滑块到达斜面底端时的速度为vt，经历的时间为thvt2=2aS=2gS.sinθ=2ghgsinθ2gh2ghsinθ2hv2stt得tvtvSt20:由2sinθ2ghmggsinθ2ghmghtWP平均功率sinθ2ghmgsinθmgvPtt瞬时功率．练习4：长为L的细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，开始时，细线被拉直，并处于水平位置，球处在0点等高的A位置，如图所示，现将球由静止释放，它由A运动到最低点B的过程中，重力的瞬时功率变化的情况是（）A.一直在增大B.一直在减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析:小球在A位置时速度为零，重力的瞬时功率为零，到达B位置时，速度达到最大2BvgL方向水平向左，与重力夹角为900，PB＝0，由于两个极端位置瞬时功率均为0，故可判断C正确．OABC提示：两种情况中拉力对人做的功一样.第二种情况拉力除对人做功外，又对另一只小船也做了功，所以W2＞W1．由于所用时间一样，所以P2＞P1．练习5：一个小孩站在船头，按应当为图中两种情况用同样大小力拉绳，经过相同的时间t（船未碰撞），小孩所做的功W1、W2及在时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为（）A．W1＞W2，P1=P2B．W1＝W2，P1＝P2C．W1＜W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1=P2C问题讨论：机车起动说明：对于交通工具:PFv实际功率牵引力不是合力瞬时速度公式：功率P一定牵引力F速度vPFv阻力Ff不变fFFam加速度a变加速直线运动达到最大速度vmF=Ff时a=0匀速直线运动第一种情况：汽车以恒定功率启动VotF=FfVmmPPvFf例题《功率》试卷14题说明：汽车以恒定功率启动F=f时，a=0v最大=fvm=PmFPmF-f=maF=Pva=m-fPv发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）练习6：下列关于汽车运动的论述，不正确的是()A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大B．汽车可以做匀加速运动，牵引力不变，速度增大C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时所受合力为零，汽车的最大速度vm=P/fAB练习7：列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路程（）A.一定小于3kmB.一定等于3kmC.一定大于3kmD.不能确定解：画出运动的v-t图象如图示，20m/s5mintv0若为匀变速运动，则图象如图示，位移为3km，故选CC例题4：质量4t的机车，发动机的最大输出功率为100kW，运动阻力恒为2×103N，若机车保持额定功率不变行驶，试求:(1)机车能达到的最大速度?(2)速度为10m/s时机车的加速度?，，因为，时，当maxmaxfv=Fv=Pv=v0=af=F1)(解：smfPv/50max额所以：NvPF41012额）（2/2''''smmfFamafF可得：由变加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvA=0vC=vm牵引力F速度vF不变匀加速直线运动功率PP＝Fv第二种情况：汽车以恒定加速度启动达到vm变加速直线运动保持P额继续加速达到P额时FFf功率P一定vPFv阻力Ff不变fFFam加速度aF=Ffa=0匀速直线运动vt=at加速度a一定:由F-f=maF不变vt01vmv1ta2t解题思路：①mPPvFf1PPvFfma思考：如果机车在斜面上运动，情况如何？Ffma发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）匀加速运动阶段(功率达到额定功率以前):tva11mvv1末速度②0～t1阶段匀加速阶段：W=FsW=Pt例题5:额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2。设运动过程中阻力大小不变，试求：（1）汽车运动时所受阻力f；（2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t′；（3）汽车启动后，发电机在第3秒末的即时功率P3（4）匀加速直线运动过程中，发动机所做的功W′?变加速运动匀加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvB=P额/F1vA=0vC=vm解析：拓展：汽车在倾角θ=300斜面上启动，上述情况又如何？在坡路上所受阻力由两部分构成，即f总=f动＋mgsinθ，，因为，时，当maxmaxfv=Fv=Pv=v0=af=F1)(解：NNvPf33104201080max××所以：额（2）由牛顿定律有：F-f=ma；则F=f+ma=8×103N;maxv′定功率时，车速为设汽车发动机刚到达额10m/s=P=vvF=PmaxmaxF额额′，则′·5s=av=tta=vmaxmax′′′，则·′（3）汽车第3秒末仍在做匀加速直线运动，则W104.8=vF=P433×·则：6m/s=at=v33（4）匀加速过程：25m=at21=s2′′J102=SF=W5×′·′2、功率表示某个力做功快慢的物理量。定义式：P＝W／t推导式：P＝FSCOSα／t＝FVCOSα注意：（1）区分四种功率平均功率：P＝W/t；P＝FV平均粗略研究某个力某段时间内做功情况。瞬时功率：Pt＝FVt精确地研究某一时刻某个力的做功快慢。额定功率：发动机正常工作时的最大输出功率。实际功率：实际工作时发动机的输出功率。（2）弄清汽车起动时所发生的物理过程a）在额定功率下起动b）匀加速起动小结：功率和机械效率1、功率是描述物体做功快慢程度的物理量WPtPFv2、机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量100%WW有用总例题6：人的心脏每跳一次约输送8×10-5m3的血液，正常人血压（可看作心脏输送血液的压强）的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次，据此可估测心脏工作的平均功率约为多少？1min内心脏输送的血液体积为：V=nV1=70×8×10-5m3①1min内通过血管每一截面的血液体积也可表示②由①②上述两式得：tSnVv1心脏输送血液时作用在血管内截面的平均压力为:PSF心脏的功率为:WtnVPtSnVPSvFP4.16010870105.15411tvSV解：设血管截面积为S，血液均匀流动的速度为v′例题7：一静止在空中的直升机用电动