教科版高中物理必修2课件：4.2 功率 第一课时 .pptx

1、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源 4.2 4.2 功率功率 第一课时第一课时 学习目标定位 理解功率的概念，能运用功率的定义式PW/t进行有关计 算. 理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功 率的含义 根据功率的定义导出PFv，并能用于分析、计算和解释 相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系 学习探究区 一、功率的含义 二、功率、力和速度之间的关系 三、机车的两种启动方式 一、功率的含义 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录： 问题设计 (1)三台起重机哪 台做功多？ 起重机 编号 被吊物 体重量 匀速上 升速度 上升的 高度 所用 时间 做

2、功 A2.0103 N4 m/s16 m4 s B4.0103 N3 m/s12 m4 s C1.6103 N2 m/s20 m10 s 答案 (1)三台起重机分别做功3.2104 J、4.8104 J、 3.2104 J，所以B做功最多 3.2104 J 4.8104 J 3.2104 J A BC A B C 一、功率的含义 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录： 问题设计 (2)哪台做功快？ 怎样比较它们做 功的快慢呢？ 起重机 编号 被吊物 体重量 匀速上 升速度 上升的 高度 所用 时间 做功 A2.0103 N4 m/s16 m4 s B4.0103 N3 m

3、/s12 m4 s C1.6103 N2 m/s20 m10 s 答案 (2)B做功快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢. 3.2104 J 4.8104 J 3.2104 J 1 1功率：功率： 要点提炼 (1)意义：功率是表示物体做功 的物理量 (2)普适性：此公式是功率的定义式，适用于任何情况 下功率的计算 快慢 要点提炼 2 2额定功率和实际功率额定功率和实际功率 (1)额定功率是指动力机械长期正常工作时 的输出功率，是动力 机械重要的性能指标一个动力机械的额定功率是一定的，通常都 在铭牌上标明机械工作时必须受额定功率的限制 最大 (2)实际功率是机械工作时 的功率，也就是发动机

4、产生的牵 引力所做功的功率，实际功率可以 、也可以 额定功率， 但实际功率大于额定功率会损坏机械 (3)额定功率和实际功率的关系：实际功率往往 额定功率，但也可 以在很短时间内 额定功率，若较长时间保持实际功率 额 定功率会损坏机械(以上横线上填“大于”或“小于”) 实际输出 小于等于 小于 大于 大于 返回 二、功率、力和速度之间的关系 一个物体在恒力F的作用下，在t时间内发生的位移为x，已知作用力F 的方向和位移x方向相同，求： (1)在t时间内力F所做的功； (2)在t时间内力F的功率 问题设计 答案 (1)力F做的功WFx. (2)t时间内力F的功率 . F 1 1功率与速度的关系功率

5、与速度的关系： 要点提炼 2 2三个量的制约关系三个量的制约关系： PFv(当F与v有夹角时，PFvcos) (1)P一定时，F与v成 ，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力 (2)v一定时，F与P成 ，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力 (3)F一定时，P与v成 ，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大 反比 正比 正比 3 3平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率 ： (1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式有： (2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公 式有：P ，其中v为瞬时速度，当F与v夹角为时，PFvcos .Fv 返回 三、机车的两种启动方式

6、1 机车以恒定功率启动的运动过程分析机车以恒定功率启动的运动过程分析 所以机车达到最大速度时a0，Ff，PFvmfvm， 这一启动过程的vt图像如图所示，其中vm 三、机车的两种启动方式 2 机车以恒定加速度启动的运动过程分析机车以恒定加速度启动的运动过程分析 以恒定功 率加速直 线到匀速 （过程同 上） 所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，Ffma，P Fv0， ，v0继续增大到vm，加速度逐渐减 小到零，最后仍有vm ，做匀速运动这一运动过程 的vt图像如图所示 说明 (1)以恒定加速度启动时，匀加速结束时速度并未达到最 大速度vm.(2)两种启动方式最终最大速度的计算均为vm 返回

7、 一、对功率的理解 典例精析 例1 关于功率，下列说法正 确的是( ) A功率是描述力对物体做功 多少的物理量 B力做功时间越长，力的功 率一定越小 C力对物体做功越快，力的 功率一定越大 D力F越大，速度v越大，瞬 时功率就越大 C 做功快慢 解析解析 返回 例2 如图所示，质量为m2 kg的木 块在倾角37的斜面上由静止开始 下滑(假设斜面足够长)，木块与斜面 间的动摩擦因数为0.5，已知：sin 370.6，cos 370.8，g取10m/s2， 求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率 典例精析 二、功率的计算 (1)以物块为

8、研究对象， 合外力 F合mgsin mgcos 4 N 加速度： 前2 s内的位移 重力做功 解析解析 重力力的方向的位移 例2 如图所示，质量为m2 kg的木 块在倾角37的斜面上由静止开始 下滑(假设斜面足够长)，木块与斜面 间的动摩擦因数为0.5，已知：sin 370.6，cos 370.8，g取10m/s2， 求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率 典例精析 二、功率的计算 重力力的方向的位移 (2) 前2 s内重力的平均功率 重力力的方向的速度 （3）2 s末的速度vat4 m/s 瞬时功率Pmg v sin 48 W 解析

9、解析 返回 三、机车启动问题 例3 一辆重5 t的汽车，发动机的额 定功率为80 kW.汽车从静止开始以 加速度a1 m/s2做匀加速直线运动 ，车受的阻力为车重的0.06倍(g取 10 m/s2)求： (1)汽车做匀加速直线运动的最长时 间 (2)汽车开始运动后，5 s末和15 s末 的瞬时功率 典例精析 牵引力恒定 （匀加结束） (1) 由牛顿第二定律得Ffma 10s末发动机达到额定功率 解析解析 三、机车启动问题 例3 一辆重5 t的汽车，发动机的额 定功率为80 kW.汽车从静止开始以 加速度a1 m/s2做匀加速直线运动 ，车受的阻力为车重的0.06倍(g取 10 m/s2)求：

10、(1)汽车做匀加速直线运动的最长时 间 (2)汽车开始运动后，5 s末和15 s末 的瞬时功率 典例精析 (2) 5 s末汽车还处于匀加速运动阶段 15 s末汽车已经达到了额定功率 P额80 kW 解析解析 返回 课堂要点小结 功率 定义：PW/t 功率与 速度 机车的启动问题 公式：PFv 平均功率和瞬时功率 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 返回 自我检测区 123 F一定时，P、v成正比 123 BC 描述做功快慢的物理量 1(对功率的理解)关于功率，下 列各种说法中正确的是( ) A功率大说明物体做功多 B功率小说明物体做功慢 C单位时间内做功越多，其功 率越大 D由PFv可知，机车运

11、动速度 越大，功率一定越大 2(功率的计算)质量m3 kg的物体 ，在水平力F6 N的作用下，在光滑 水平面上从静止开始运动，运动时间t 3 s，求： (1)力F在t3 s内对物体所做功的 平均功率 (2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率 123 物体的加速度 3s末瞬时速度 物体的平均速度 3s末F的瞬时功率 123 3(机车启动问题)在水平路面上运 动的汽车的额定功率为100 kW，质 量为10 t，设阻力恒定，且为车重的 0.1倍，求：(g取10 m/s2) (1)汽车在运动过程中所能达到的 最大速度 (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止 开始做匀加速直线运动，这一过程 能维持

12、多长时间？ (3)若汽车以不变的额定功率从静止 启动，当汽车的加速度为2 m/s2时， 速度为多大？ (1)当汽车速度最大时，F1f=0.1mg 匀加结束 (2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过 程中 F2fma21.5104 N 解析解析 123 3(机车启动问题)在水平路面上运 动的汽车的额定功率为100 kW，质 量为10 t，设阻力恒定，且为车重的 0.1倍，求：(g取10 m/s2) (1)汽车在运动过程中所能达到的 最大速度 (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止 开始做匀加速直线运动，这一过程 能维持多长时间？ (3)若汽车以不变的额定功率从静止 启动，当汽车的加速度为2 m/s2时， 速度为多大？ 匀加结束 (3)由牛顿第二定律： F3fma3 (0.1104101042) N 3104 N 解析解析