2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第3节 功率课件 新人教版必修2

第七章机械能守恒定律第3节功率1细梳理、基础巩固2提升练、课时跟踪1细梳理、基础巩固要点一功率1．定义：功W与完成这些功所用时间t的1________．2．定义式：P＝Wt.3．单位：国际单位制中，功率的单位是2_________，简称瓦，符号是3_________．1W＝1J/s，1kW＝103W.比值瓦特W4．物理意义：功率是表示做功4_______的物理量．5．额定功率与实际功率(1)额定功率电动机、内燃机等动力机械在5_________转速下可以长时间工作时输出的功率．(2)实际功率动力机械工作时实际消耗的功率．快慢额定6．对功率的理解(1)功率是标量，只有大小，没有方向，但有正负．功率的正负的意义与功的正负的意义相同．(2)公式P＝Wt是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算．常用于求某个过程中的平均功率，但如果所取时间t足够小，也可以表示瞬时功率，这与瞬时速度的定义方式是一样的．(3)应用公式P＝Wt求功率时，一定要先判断所求的功率是哪个力在哪段时间内的功率，因为不同的力在不同时间内的功率是不同的．1．(2019·洛阳市高一期中)关于功率的概念，下列说法中正确的是()A．功率是表示力做功多少的物理量B．功率是表示力做功快慢的物理量C．由P＝Wt可知，功率与时间成反比D．只要F不为零，v也不为零，这个力的功率P就一定不为零解析：选B功率的物理意义是表示做功快慢的物理量，故A错误，B正确；根据P＝Wt，可知，当做功不变时，功率才与时间成反比，故C错误；功和功率均要注意夹角，当力和速度成直角时，功率为零，故D错误．故选B.2.据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时，摇晃手机如图所示，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重物举高20cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g取10m/s2)()A．0.04WB．0.4WC．4WD．40W解析：选B手机摇晃一次做的功W＝mgh＝0.2J，所以摇晃两次对手机做的功为0.4J，所以平均功率的大小P＝Wt＝0.41W＝0.4W，故B项正确．3．某学校在进行体育测试时，质量为m＝50kg的晓宇同学在t＝40s内完成了25个引体向上，假设每次晓宇同学上升的高度大约为h＝0.5m，则晓宇同学克服重力做功的平均功率为(重力加速度g＝10m/s2)()A．100WB．150WC．200WD．250W解析：选B每次引体向上克服重力做的功约为W1＝mgh＝50×10×0.5J＝250J，40s内的总功W＝nW1＝25×250J＝6250J，40s内的功率P＝Wt＝625040W≈156W，B符合题意．要点二功率与速度1．功率与速度的关系式：P＝6_______．2．推导功率定义式：P＝Wt功的计算式：W＝7_____位移：l＝vt→P＝8_________FvFlFv3．应用：由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成9________，要增大牵引力，就要10__________速度．反比减小4．应用公式P＝Fv解题的技巧和要点(1)应用公式P＝Fv解题时首先应明确它的适用范围：F与v方向相同．(2)若F的方向与v的方向的夹角为α，由W＝Flcosα、P＝Wt得功率应为P＝Fvcosα.可见计算功率时必须考虑作用力F与物体运动方向v的夹角．(3)公式P＝Fv一般用来计算瞬时功率，但如果F为恒力，v取平均速度，此式也可用来计算平均功率．5．机车启动问题的求法(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)匀加速启动最长时间的求法：牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝P额ma＋Ff，时间t＝vm′a.(3)瞬时加速度的求法：据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－Ffm.4．(多选)关于功率公式P＝Fv，下列说法正确的是()A．当F是恒力，v是平均速度时，对应的P是平均功率B．当v是瞬时速度时，对应的P是瞬时功率C．只适用于物体做匀速直线运动的情况D．只适用于F与v同方向的情况解析：选ABD用公式P＝Fv计算功率时，F应与速度v方向相同，D对；当v为瞬时速度时，Fv为瞬时功率，B对；v为平均速度，且F为恒力时，Fv为平均功率，A对；P＝Fv适用于任何运动的求解，但应注意v是力F方向上的速度，C错．5．(多选)某种型号轿车净重1500kg，发动机的额定功率为140kW，最高时速可达252km/h.如图为车中用于改变车速的挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1”～“5”速度逐渐增大，R是倒车挡，则()A．轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡B．轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“5”挡C．在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为2000ND．在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为15000N解析：选AC由P＝Fv得，在功率恒定时，轿车的速度越小，提供的牵引力越大，所以轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡，选项A正确，B错误；v＝252km/h＝70m/s，在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力F＝Pv＝140000W70m/s＝2000N，选项C正确，D错误．6．质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变，当汽车的加速度为a，速度为v时，发动机功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度为()A.P2vP1B．P2vP1－mavC.P1vP2D．P1vP2－mav解析：选B由题意知F－f＝ma，P1＝Fv，由以上两式得f＝P1－mavv.当功率为P2时，汽车行驶的最大速度vm＝P2f＝P2vP1－mav，B选项正确．7．能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车．某公司研制开发了某型号小汽车，发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N，求：(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度；(2)汽车在额定功率下行驶，速度为20m/s时的加速度．解析：(1)由P＝Fv得v＝PF＝24000800m/s＝30m/s.(2)F1＝Pv1＝2400020N＝1200Na＝F1－fm＝1200－8002000m/s2＝0.2m/s2.答案：(1)30m/s(2)0.2m/s2