新人教版物理必修二7.3-功率-课件-(共32张PPT).ppt

1、做功不同，做功不同，时间相同时间相同做功相同，做功相同，时间不同时间不同做功不同，做功不同，时间不同时间不同2、单位：在国际单位制中，功率的单位是、单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特瓦特，简称，简称瓦瓦，符号是，符号是W，1W1J/s 技术上常用千瓦（技术上常用千瓦（kW）作为功率的单）作为功率的单位，位，1kW1000W。1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。叫做功率。3、物理意义：反映力对物体、物理意义：反映力对物体做功的快慢做功的快慢。比值法比值法还有哪些学过的还有哪些学过的物理量也是用比物理量也是用比值法定义的？值法定义的？4、功率

2、是、功率是标量标量tWP 1 1、额定功率：是指机器、额定功率：是指机器正常工作时的最大输正常工作时的最大输出功率出功率，也就是机器铭牌上的标称值。，也就是机器铭牌上的标称值。2 2、实际功率：是指机器在工作中、实际功率：是指机器在工作中实际输出的实际输出的功率功率。3 3、注意：机器不一定在额定功率下工作，机、注意：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器正常工作时实际功率总是小于或等于小于或等于额额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率定功率，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略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。定功率。某人用同一水平力某

3、人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l，第二次使此物体沿粗糙水平面前进距离第二次使此物体沿粗糙水平面前进距离l，若先后两次拉力做的功为若先后两次拉力做的功为W1和和W2，拉力，拉力做功的功率是做功的功率是P1和和P2，则，则 A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1P2 C、W1W2，P1P2 D、W1W2，P1=P2思考思考质量为质量为m0.5 kg的物体从高处以水平的初的物体从高处以水平的初速度速度v05 m/s抛出，在抛出，在t2 s内重力对物体内重力对物体做的功为做的功为_这这2 s内重力

4、对物体做内重力对物体做功的平均功率为功的平均功率为_.2 s末，重力对物末，重力对物体做功的瞬时功率为体做功的瞬时功率为_(g取取10 m/s2)即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变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。际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。当当 t 很短很短很短很短时，此式表示时，此式表示瞬时功率瞬时功率当当 t 表示一段表示一段时间时，此式时间时，此式表示平均功率表示平均功率tWP WFlcosPtWPFvcosPtFlcosvFv1v2FvF2F

5、1PvFcosPFvcosvtlPF v cos若若v表示瞬时速度，表示瞬时速度，则则P 表示瞬时功率表示瞬时功率若若 v表示平均表示平均速度，则速度，则P 表表示平均功率示平均功率对于公式对于公式 P=F v1、当当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？当当F与与v同方向同方向时（时（0），），PFv思考思考:为什么汽车上坡时速度要比在平地上为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？行驶的速度小得多呢？解：解：由由P=Fv 得得

6、匀速行使时匀速行使时,汽车的牵引力汽车的牵引力F=F阻阻=1800N某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面在水平路面上行使时受到的阻力是上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如果行使如果行使速度只有速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少发动机输出的实际功率是多少?FP v=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv=54km/h=15m/s以较低的速度行使时以较低的速度行使时,P=Fv=180015W=27kW 质量为质量为m的

7、物体静止在光滑水平面上，的物体静止在光滑水平面上，从从t0时刻开始受到水平力的作用力的大时刻开始受到水平力的作用力的大小小F与时间与时间t的关系如图的关系如图733所示，力的所示，力的方向保持不变，则方向保持不变，则补充补充图图733【答案答案】BD【方法总结方法总结】在求解功率时应注意：在求解功率时应注意：(1)首先一定要明确是求哪一个力的功率，首先一定要明确是求哪一个力的功率，还是求合力的功率还是求合力的功率(2)若求平均功率，还需明确是求哪段时间若求平均功率，还需明确是求哪段时间内的平均功率，一般用公式内的平均功率，一般用公式PW/t来计算来计算(3)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪若

8、求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式用公式PFv，如果，如果F、v不同向，则用不同向，则用PFvcos来计算来计算2 2、定义式：、定义式：PtW1 1、物理意义：表示做功快慢的物理量、物理意义：表示做功快慢的物理量3、计算式：、计算式：P=F v cos该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率4 4、单位：在国际单位制中、单位：在国际单位制中 瓦特瓦特 W该式一般用于求该式一般用于求瞬时功率瞬时功率PF v发动机的发动机的实际功率实际功率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬机车的瞬时速度时速度当当F=F阻阻时时

9、，a0，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻PvmF阻阻Pvt0vm (2011年郑州高一检测年郑州高一检测)质量为质量为m5103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的车重的0.1倍让车保持额定功率为倍让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求从静止开始行驶，求(g取取10 m/s2)：(1)汽车达到的最大速度汽车达到的最大速度vmax；(2)汽车车速汽车车速v12 m/s时的加速度时的加速度例例1机车以恒定功率启动问题机车以恒定功率启动问题变式训练变式训练1列车在恒定功率的机车牵引列车在恒定功率的机车牵引下，从车站

10、出发沿平直轨道行驶下，从车站出发沿平直轨道行驶10 min，速，速度达到度达到108 km/h的最大速度，那么这段时间的最大速度，那么这段时间内列车行驶的距离内列车行驶的距离()A等于等于18 kmB等于等于9 kmC一定小于一定小于9 kmD一定大于一定大于9 km，小于，小于18 kmD当当F=F阻阻时时，a0，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额amFF阻阻FvPF v当当P=P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速vt0vmF阻阻P额额vm例题例题2 2.质量质量4t4t的机车，发动机的最大输出功率为的机车，发动机的最大输出功率为100

11、kW100kW，运动阻力恒为，运动阻力恒为2 210103 3N N，试求；，试求；（1 1）当机车由静止开始以）当机车由静止开始以0.5m/s0.5m/s2 2的加速度沿水平轨的加速度沿水平轨道做道做匀加速直线运动匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。达到该最大速度所需的时间。（2 2）若机车）若机车保持额定功率不变保持额定功率不变行驶，能达到的最大行驶，能达到的最大速度以及速度为速度以及速度为10m/s10m/s时机车的加速度。时机车的加速度。解答：（解答：（1 1）机车做匀加速直线运动时，有）机车做匀加速直线运动时，有F-f=ma

12、P=FVmVm=at由此可解得由此可解得Vm=25m/s t=50s（2 2）机车行驶时）机车行驶时运动形式不加限制运动形式不加限制而机车输出功率保而机车输出功率保持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做匀速直线运动，此时又有匀速直线运动，此时又有 0minminmafFvFPuFPfFm由此又可解得由此又可解得Vm=50m/s a=2m/s2 课堂训练课堂训练1 1.额定功率为额定功率为80kW80kW的汽车，在水的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,20m/s,汽车汽车质量为质量为2 2101

13、03 3kg kg。如果汽车从静止开始做匀加。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达速直线运动，加速度可达2m/s2m/s2 2 。设运动过程。设运动过程中阻力大小不变，试求：中阻力大小不变，试求：（1 1）汽车运动时所受阻力）汽车运动时所受阻力f f；（2 2）汽车匀加速运动过程可持续的时间）汽车匀加速运动过程可持续的时间t t；（3 3）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时 功率功率P P3 3；（4 4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动 机所做的功机所做的功WW，所以，因为，时，当maxmaxfv=Fv=Pv

14、=v0=af=F1)(解：解：N104N201080vPf33max额（2）根据牛顿定律有 F合=ma，F-f=ma F=f+ma=410+2102N=810 N333（）汽车匀加速直线运定功率时，车速为设汽车发动机刚到达额maxv动的时间为t，则有10m/s=FP=vvF=Pmaxmax额额，5s=av=tta=vmaxmax，（3 3）汽车第）汽车第3 3秒末仍在做匀加速直线运动，则秒末仍在做匀加速直线运动，则v=at=23m/s=6m/s33P=Fv=8106W=4.810 W3334（4 4）根据匀变速运动规律，则有）根据匀变速运动规律，则有25m=m5221=at21=s22W=FS

15、=81025J=210 J35 课堂训练课堂训练2.2.质量为质量为m=4000kgm=4000kg的卡车，额定输出功的卡车，额定输出功率为率为P=60 kWP=60 kW。当它从静止出发沿坡路前进时，每行。当它从静止出发沿坡路前进时，每行驶驶100 m100 m，升高，升高5m5m，所受阻力大小为车重的，所受阻力大小为车重的0.10.1倍，倍，取取g=10 m/sg=10 m/s2 2.试求：试求：(1)(1)卡车能否保持牵引力为卡车能否保持牵引力为8000 N8000 N不变在坡路不变在坡路上行驶？上行驶？(2)(2)卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大？卡车在坡路上行驶时能达到的最大

16、速度为多大？这时牵引力为多大？这时牵引力为多大？(3)(3)如果卡车用如果卡车用4000 N4000 N牵引力以牵引力以12m/s12m/s的初速度上坡，的初速度上坡，到达坡顶时，速度为到达坡顶时，速度为4 m/s,4 m/s,那么卡车在这一段路程中那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少？平均功率是多少？的最大功率为多少？平均功率是多少？分析分析:汽车能否保持牵引力为汽车能否保持牵引力为8000 N8000 N上坡要考虑两点：第一，上坡要考虑两点：第一，牵引力是否大于阻力？第二，汽车若一直加速，其功率是否将牵引力是否大于阻力？第二，汽车若一直加速，其功率是否将超过额定功率，依超过额定功率，依P

17、=FvP=Fv解。本题考查了汽车牵引力恒定时功率解。本题考查了汽车牵引力恒定时功率的计算。不少同学在得到的计算。不少同学在得到F f+mgsinF f+mgsin后，立即做出结论：后，立即做出结论：汽车可以保持牵引力汽车可以保持牵引力8000 N8000 N不变上坡；而没有考虑到汽车由于不变上坡；而没有考虑到汽车由于加速，速度不断增大，其功率不断增大，如果坡路足够长，这加速，速度不断增大，其功率不断增大，如果坡路足够长，这种运动方式是不允许的。种运动方式是不允许的。解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力F,F,重力重力mgmg4 4104N

18、104N，f fkmgkmg4 4103 N103 N，支持力，支持力N N，依题意依题意sinsin5/1005/100。（1 1）汽车上坡时，若）汽车上坡时，若F F8000N,8000N,而而f fmgsinmgsin4 41031034 41041041/201/206 610103 3 N,N,即即F f+mgsin,F f+mgsin,汽车将加速上坡，速度不断增大，其输汽车将加速上坡，速度不断增大，其输出功率出功率P=FvP=Fv也不断增大，长时间后，将也不断增大，长时间后，将超出其额定输出功率，所以，汽车不能超出其额定输出功率，所以，汽车不能保持牵引力为保持牵引力为8000N80

19、00N不变上坡。不变上坡。(2)(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力F=f+F=f+mgsin=6mgsin=610103 3 N N时，汽车加速度为零，速度增大到时，汽车加速度为零，速度增大到最大，设为最大，设为v vmm，则，则P PFvFv（f fmgsinmgsin）vvmm；360 1010/,sin6000mPvm sfmgF=f+mgsin=6F=f+mgsin=610103 3 N N（3 3）若牵引力）若牵引力F=4000NF=4000N，汽车上坡时，速度不断减小，汽车上坡时，速度不断减小，所以最初的功率即为最大，所以最初的功率即为最大，P=Fv=4000P=Fv=400012w=4812w=4810103 3ww。整个过程中平均功率。整个过程中平均功率为为12440002PFv=32=3210103 3WW