高一物理必修2_第七章_第三节_功率(教学课件)_ppt

一台起重机甲在1min内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提到相同的高度。1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？做功相同，时间越短，做功越快相同乙比甲快思考与讨论1一台起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提高了5m。1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？时间相同，做的功越多，做功越快甲大于乙甲比乙快思考与讨论2通过上面两种比较做功快慢的方法，你能得出求解物体做功快慢的一般方法吗？一、功率1．定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率．公式表示：2．物理意义：反映力对物体做功的快慢。3.功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s功率是标量技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW＝1000W．tWP二、平均功率和瞬时功率即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。1、平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢tWP2、瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢t表示一段时间时，该式表示平均功率当t很短很短时，该式表示瞬时功率功率的另一种表达式∵W=FLcosαL/t=v∴P=w/t=Fvcosα三、功率与速度的关系P=Fvcosα若v表示平均速度，则P表示平均功率若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率在作用力方向与运动方向一致时P=Fv思考与讨论1、当P一定时，F和v有什么关系？F与v成反比2、当F一定时，P和v有什么关系？P与v成正比3、当v一定时，F和P有什么关系？F与P成正比P输=FVF为牵引力(P输≤P额)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：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机调起货物的功率就是钢绳拉力的功率。机车牵引力的功率即发动机的输出功率（机车牵引力方向与运动方向始终是一致的）四、额定功率和实际功率1、额定功率：是指机器正常条件下可以长时间工作的最大输出功率，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．例1、物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，()A．力F对A做功较多，做功的平均功率也较大B．力F对B做功较多，做功的平均功率也较大C．力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D．力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大FAAFBBD例2：一质量为2kg的物体从45m高处自由下落求：（1）前2s内重力的功率（2）第2s末重力的功率（3）第2s内重力的功率拓展：若该物体从倾角为37˚的固定光滑斜面顶端自由滑下，斜面高为20m，求物体滑到斜面低端时重力的功率。例3、质量m=3kg的物体，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：（1）力F在t=3s内对物体所做的功。（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（1）54J（2）18W（3）36W例4：在平直公路上以一般速度匀速行驶的自行车所受阻力约为人和车重的0.01倍，骑车人的功率约为（）A.10-2kwB.10-1kwC.1kwD.10kwB例6、设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v匀速飞行，其发动机功率为P，则飞机以2v匀速飞行时，其发动机的功率为（）A．2PB．4PC．8PD．无法确定C例7、汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10ｍ/s2，问：①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?②若汽车保持0.5ｍ/s2的加速度从静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?①12m/s②16s例8．按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则[]A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B．汽车可以做匀加速运动C．汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大D．汽车达到最大速度时，所受合力为零CD思考：•为什么机动车上坡时通常速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？•分析：•根据P=W/t=FL/t=F•v∴F=P/V•P一定，上坡时Fv则必须减小速度当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。总结：①增大牵引力的方法有哪些？根据F=P输/VA、若P未达到额定功率，则可以保持V不变，增加输出功率。（加大油门）B、若P已达到额定功率，则可以减小速度。（换档）②牵引力不变汽车的运动情况:FNGfA、作匀加速直线运动B、作匀速直线运动变加速运动匀加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvB=P额/F1vA=0vC=vm汽车先做匀加速运动，再做变加速运动。a=(F1-f)/m不变v=at↑P=F1v↑P=P额不变v↑F=P额/v↓a=(F-f)/m↓P=P额不变F2=P额/vm=fa=0v=vm汽车以恒定的加速度启动的过程分析:FNGfP=P额不变vF=P额/va=(F-f)/mP=P额不变F2=P额/vm=fa=0v=vm变加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvA=0vC=vm汽车以恒定功率运动FNGf小结：•一、功率的含义•1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率•2.功率的公式：P=w/t（适用求平均功率）•3.功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量•4.功率的单位：国际单位：瓦（w）•常用单位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）•换算关系：1kw=1000w=1000J/s•5.功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢•二、功率与力、速度的关系•1.功率与力、速度的关系的推导•2.公式：P=Fv（F与位移s或v同方向）（1）v是平均速度，P是平均功率（F为恒力，且F与同向）（2）v是瞬时速度，P是瞬时功率（3）据P=Fv可得：•F一定时，P∝v•v一定时，P∝F•P一定时，F∝•3.推广式：P=Fvcosα（α为力F与瞬时速度v方向间的夹角）v1巩固练习1：起重机在4s内将2000Kg重的水泥预制件吊起9.6m。（1）如果预制件是匀速上升的，求起重机的功率；（2）如果预制件是从静止开始匀加速上升的，求起重机的平均功率和最大功率。析与解：本题牵引力F未知，所以要根据预制件的运动情况，先应用运动学和牛顿第二定律求出F。（1）匀速运动时，)(106.198.920004NmgGF)(1070.446.91096.144WtSFtWP)(4.246.9smtSv所以平均功率为)(1028.54.2102.244WvFP当牵引力F不变时，P和v成正比。速度最大时，瞬时功率也最大，所以最大功率为)(1006.142.1102.254WatFFvPmm)(102.2)2.18.9(2000)(4NagmmamgF根据mamgF)(2.146.922,212222smtSaatS（2）匀加速上升时，练习2：质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动的阻力恒为车重的0.05倍。1.求汽车沿水平道路行驶的最大速度?2.设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2)练习3：质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：（1）汽车所受阻力的大小。（2）汽车做匀加速运动的时间。（3）汽车匀加速时的末速度。（4）3s末汽车的瞬时功率。（5）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。