人教版2018高一物理必修二第五章7.3：功率-课件

高一·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2人教版·物理·必修2优秀课件万有引力与航天第七章人教版·物理·必修2优秀课件第三节功率第七章人教版·物理·必修2优秀课件学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课后强化作业7易错案例剖析6人教版·物理·必修2优秀课件学习目标定位人教版·物理·必修2优秀课件*理解功率的概念，知道什么是瞬时功率和平均功率**正确理解P＝Wt和P＝Fv的意义，并能用来解释有关现象和进行计算*知道什么是额定功率与实际功率，知道功率在生活中的应用人教版·物理·必修2优秀课件课堂情景切入人教版·物理·必修2优秀课件不论是人力直接做功，还是使用牛、马等畜力做功，或者是利用机械来做功，人们不仅关注做功的多少，还十分关注做功的快慢。例如，用收割机来收小麦，与人工收小麦相比，在同样的时间内，收割机收的小麦比人工多得多，因此用收割机做功比人工快得多(如图)。人教版·物理·必修2优秀课件这一节我们就来探究做功快慢的问题。人教版·物理·必修2优秀课件知识自主梳理人教版·物理·必修2优秀课件1.定义：功跟完成这些功__________的比值叫做功率。2．定义式：P＝________3．单位：国际单位制中，功率的单位是________，简称_______，符号是_______。1W＝1J/s技术上常用千瓦(kW)做功率的单位，1kW＝1000W。4．物理意义：功率是标量，它是表示力对物体做功_____的物理量。功率所用时间Wt瓦特瓦W快慢人教版·物理·必修2优秀课件5．平均功率与瞬时功率概念比较项目平均功率瞬时功率定义在一段_________________做功的快慢物体在某一______或某一______时做功的快慢公式P＝_____或P＝______P＝Fv，v为某____的速度类比物理量__________、平均加速度瞬时速度、__________时间内或某一过程中时刻位置WtFv时刻平均速度瞬时加速度人教版·物理·必修2优秀课件额定功率与实际功率概念比较项目额定功率实际功率定义发动机正常条件下长时间工作时的______________发动机__________时的输出功率特点不同机械额定功率可能_______，但同一机械额定功率________同一机械实际功率随工作情况而变联系为了机械的安全P额≥P实最大输出功率实际工作不同不变人教版·物理·必修2优秀课件功率与速度1.由P＝Wt和W＝F·l可推得：P＝________。2．P＝Fv中三个量的制约关系Fv人教版·物理·必修2优秀课件定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡__________v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应__________，增大输出功率，获得较大牵引力F一定P与v成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高________减小速度加大油门速度人教版·物理·必修2优秀课件重点难点突破人教版·物理·必修2优秀课件一、对功率的理解1．功率——比值定义的方法功率是描述力对物体做功快慢的物理量，定义为功与完成这些功所用时间的比值。所以功率的大小只与其比值有直接联系，与做功多少和时间长短无直接联系。比较功率的大小，就要比较这个比值：比值越大，功率就越大，做功就越快；比值越小，功率就越小，做功就越慢。人教版·物理·必修2优秀课件2．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：表示力在一段时间内做功的平均快慢。计算平均功率的方法有两种：①P－＝Wt；②P－＝Fv－，这种方法要求力F与速度方向在一条直线上。(2)瞬时功率：表示力在某一时刻做功的快慢。计算瞬时功率的方法：P＝Fv，其中力F与速度v均为所求时刻的力和瞬时速度。该式要求力F与速度方向在一条直线上。若F与速度v不在一条直线上，则应根据P＝Fvcosα进行计算，α为力F和瞬时速度v方向间的夹角。人教版·物理·必修2优秀课件3．额定功率和实际功率(1)额定功率和实际功率：发动机铭牌上的额定功率，指的是机械正常工作时，允许达到的最大功率。发动机的实际功率是指机械实际运行的功率，它可以小于或等于额定功率，但不能长时间大于额定功率。(2)发动机的额定功率P额＝Fv反映了机械的额定功率对机械的动力与速度的制约关系。因机器在设计制造时，就确定了它的额定功率，所以当机械的功率达到额定功率时，要增大动力、则必须减小速度。人教版·物理·必修2优秀课件下表列出了上海大众某种型号轿车的部分数据，请根据表中数据回答下列问题：长/mm×宽/mm×高/mm4569×1769×1462净重/kg1285传动系统前轮驱动5挡变速发动机型式直列4缸发动机排量(L)1.6最高时速(km/h)1800～108km/h的加速时间(s)12额定功率(kW)75人教版·物理·必修2优秀课件(1)下图为轿车中用于改变车速的排挡。手推变速杆到达不同挡位，可获得不同的运动速度，从“1～5”逐挡速度增大，R是倒车挡。试问轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？答：________；理由是_____________________。人教版·物理·必修2优秀课件(2)该车以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力是________N。答案：(1)1；根据P＝Fv，要增大牵引力，就要减小速度(2)1500解析：(1)变速杆应推至“1”挡，由F＝P/v可知：v越小，F越大。所以车以最大动力上坡时，应推至“1”挡(2)由P＝Fv得：F＝Pmvm＝1500N人教版·物理·必修2优秀课件二、机车的两种启动方式1．机车以恒定功率启动的情况。P一定，v变大，F变小a变小，当a＝0时，v不变，机车匀速前进，这时F＝Ff，而速度vmax＝P恒Ff为机车运行的最大速度，以后保持vmax匀速运动。其过程如下：人教版·物理·必修2优秀课件2．机车以恒定加速度启动的情况。a一定，F一定，v增大，P增大，当P增大到P额时，变为以恒定功率启动，F减小，a减小，v还要增大，直到a＝0，v最大，F＝Ff，vmax＝P额Ff，此后匀速。其过程可表示如下：人教版·物理·必修2优秀课件人教版·物理·必修2优秀课件3．两种过程的v－t图象对比人教版·物理·必修2优秀课件4．机车启动问题中几个物理量的求法：(1)机车的最大速度vm的求法：机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝PF＝PFf。(2)匀加速启动持续时间的求法：牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度v′m＝P额ma＋Ff，时间t＝v′ma。(3)瞬时加速度的求法：据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－Ffm。人教版·物理·必修2优秀课件特别提醒：(1)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度，并未达到整个过程的最大速度vm。(2)P＝Fv中因为P为机车牵引力的功率，所以对应的F是牵引力并非合力，这一点在计算时极易出错。人教版·物理·必修2优秀课件质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是()A．at即为汽车额定功率下的速度最大值B．at还不是汽车额定功率下速度最大值C．汽车的额定功率是ma2tD．题中所给条件求不出汽车的额定功率答案：BD人教版·物理·必修2优秀课件解析：汽车在额定功率下的最大速度是a＝0时，vm＝P额F＝P额Ff，故A项错误、B项正确。汽车的功率是牵引力的功率，不是合力的功率，故C项错误。由F－Ff＝ma，F＝Ff＋ma，因Ff不知，则F不知，故求不出汽车的额定功率，故D项正确。人教版·物理·必修2优秀课件考点题型设计人教版·物理·必修2优秀课件对功率概念的理解关于功率的概念，以下说法正确的是()A．功率是描述力对物体做功多少的物理量B．由P＝W/t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，它的功率就一定大人教版·物理·必修2优秀课件解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A错、D对；功率与时间没有直接关系B错；当F⊥v时，P＝0，所以C错，正确选项为D。答案：D点评：要正确理解功率的物理意义，注意计算功率的两个公式的区别与联系。人教版·物理·必修2优秀课件功率的计算质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。力F的大小与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则()人教版·物理·必修2优秀课件A．3t0时刻的瞬时功率为5F20t0mB．3t0时刻的瞬时功率为15F20t0mC．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F20t04mD．在t＝0时3t0这段时间内，水平力的平均功率为25F20t06m人教版·物理·必修2优秀课件解析：0～2t0时间内，物体的加速度a1＝F0m，2t0时刻的速度v1＝a1·2t0＝2F0t0m，位移x1＝2F0t20m，2t0～3t0时间内，加速度a2＝3F0m，3t0时刻的速度v2＝v1＋a2t0＝5F0t0m，2t0～3t0时间内的位移x2＝7F0t202m；所以3t0时刻的瞬时功率P＝3F0v2＝15F20t0m，B对，A错；3t0内的平均功率P＝Wt＝F0x1＋3F0x23t0＝25F20t06m，D对，C错。答案：BD人教版·物理·必修2优秀课件如图所示，某同学在跳绳比赛中，1min跳了120次，若每次起跳中有4/5时间腾空，该同学体重50kg，则她在跳绳中克服重力做功的平均功率是________W。答案：200人教版·物理·必修2优秀课件解析：跳一次时间是t0＝60120s＝12s，人跳离地面做竖直上抛，人上抛到最高点时间t＝12×12×45s＝15s。此过程中克服重力做功W＝mg(12gt2)＝100J。跳绳时克服重力做功的平均功率P＝Wt0＝200W。人教版·物理·必修2优秀课件机车的启动问题质量为m＝5×103kg的汽车在水平公路上行驶时，阻力是车重的0.1倍。让车保持额定功率为60kW，从静止开始行驶。(1)若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v1＝2m/s时的加速度；(2)若汽车以v1＝6m/s的速度匀速行驶，求汽车的实际功率。(g取10m/s2)人教版·物理·必修2优秀课件解析：(1)由P＝Fv＝F阻vm得：vm＝PF阻＝Pkmg＝60×1030.1×5×103×10m/s＝12m/s。由P＝Fv得F＝Pv，当v1＝2m/s时，F1＝Pv1＝60×1032N＝3×104N，由牛顿第二定律得F1－F阻＝ma，所以a＝F1－kmgm＝3×104－0.1×5×103×105×103m/s2＝5m/s2人教版·物理·必修2优秀课件(2)由P＝Fv得：P＝F阻v＝kmgv＝0.1×5×103×10×6W＝3×104W＝30kW。答案：(1)12m/s5m/s2(2)30kW点拨：机车以额定功率启动时，其运动可分为两个过程：第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直线运动，第二个过程就是匀速直线运动。人教版·物理·必修2优秀课件质量为2000kg的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20m/s，设汽车所受阻力为车重的0.2倍(即f＝0.2G)。如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s2的加速度由静止开始作匀加速行驶，试求：(1)汽车的额定功率；(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力；(3)汽车做匀加速运动的最长时间；(4)汽车在第3s末的瞬时功率；(5)试画出汽车在8s内的P－t图象。人教版·物理·必修2优秀课件答案：(1)80kW(2)8000N(3)5s(4)48kW(5)如图人教版·物理·必修2优秀课件解析：(1)P额＝fv＝0.2Gvm＝80kW(2)F＝f＋ma＝8000N(3)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v0，对汽车由牛顿第二定律得F－f＝ma即P额v0－f＝ma代入数据得v0＝10m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间t0＝v0a＝102s＝5s(4)P＝Fv＝Fat＝48kW人教版·物理·必修2优秀课件易错案例剖析人教版·物理·必修2优秀课件易错点：对瞬时功率理解不清楚导致错误案例：物