高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第07节功率》55课件-一等奖.ppt

1、万里长城万里长城做功形式的多样化-爱国情怀 万里长城万里长城是在极端恶劣的环是在极端恶劣的环境下，主要靠人力做功完成的境下，主要靠人力做功完成的一项壮举。它是中华民族的一一项壮举。它是中华民族的一种精神气魄种精神气魄.现代化的建筑施工中，工现代化的建筑施工中，工程力学、机械做功的应用，程力学、机械做功的应用，最大限度地缩短了建筑时间最大限度地缩短了建筑时间与提高了建筑质量。与提高了建筑质量。三峡工程三峡工程一、如何描述做功的快慢用牛耕田用牛耕田用拖拉机耕田用拖拉机耕田方法一：方法一：做相同的功做相同的功，做功时间短则做功快，做功时间短则做功快一、如何描述做功的快慢方法二：方法二：相同的时间相同

2、的时间，做，做功多则做功快功多则做功快一、如何描述做功的快慢老人用半小时爬了十层楼老人用半小时爬了十层楼小孩用小孩用5分钟爬了三层楼分钟爬了三层楼 谁做功快呢？谁做功快呢？1.定义定义:若物体在t时间内做的功为w，用P表示功率tWP3.单位单位:功率的国际单位是瓦特瓦特，简称瓦，记为“w”常用的单位还有：千瓦(KW)4.意义意义:功率表示在单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量。做功快慢的物理量。2.公式公式:二、功率三.公 式 推 广FsW cosFsW 从A到B，拉力F做的功为多少？FFABS1.物体在水平拉力F的作用下匀速运动tWP tFsFv假如所用的时间为t，那么拉力功率为多大

3、？sFFF2.F与运动方向成夹角与运动方向成夹角从从A到到B，拉力，拉力F做的功为多少？做的功为多少？假如所用的时间为假如所用的时间为t，那么拉力功率为多大？，那么拉力功率为多大？tWP tFscoscosFv （1）.平均功率：平均功率：描述力在一段时间内的做功快慢 （2）.瞬时功率：瞬时功率：描述力某一时刻功快慢 （3）.利用公式利用公式 计算功率时计算功率时F与与v须同向须同向。FvP tWpcosFvP 类比平均速度类比平均速度 类比瞬时速度类比瞬时速度【学以致用一】【学以致用一】平均功率与瞬时功率计算：平均功率与瞬时功率计算：如图所示，猴子在摘椰子时，一个质量m的椰子从高h处落地。（

4、1）如何求椰子下落过程的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？（2）如何求椰子落地时重力的功率？该功率是平均功率还是瞬时功率？四.生活中的功率【学以致用二】【学以致用二】汽车挂档的讨论：汽车挂档的讨论：小健驾驶一辆手波的小车到西樵山游玩，小健驾驶一辆手波的小车到西樵山游玩，假设要经过如图所示的地形。假设要经过如图所示的地形。上上 坡坡下下 坡坡问题问题1：在上坡阶段采取的措施：在上坡阶段采取的措施：条件：汽车的发动机条件：汽车的发动机功率保持功率保持恒定。恒定。（挂低档，挂高档，保持不变）（挂低档，挂高档，保持不变）问题问题2：在下坡阶段采取的措施：在下坡阶段采取的措施：（挂低档，挂高档，保持不

5、变）（挂低档，挂高档，保持不变）挂低档：力大，速度小；挂低档：力大，速度小；挂高档挂高档:力小，速度大；力小，速度大；发动机NNvPFFvP60001060000汽车的发动机以恒定额定的功率60kw工作1。若汽车以36km/h的速度冲坡，求此时的牵引力F2。若汽车以72km/h的速度下坡，求此时的牵引力FNNvPF30002060000物理中功能思维物理中功能思维做功的过程是能量转化或传递的过程。功率是表示做功快慢的物理量。功率可以用来描述能量传递或转化的快慢程度100w灯泡灯泡10w灯泡灯泡100W灯泡在工作的时候，把电能转化为光能灯泡在工作的时候，把电能转化为光能在相等的时间内转化的光能要

6、多，在相等的时间内转化的光能要多，同时消耗的电能同时消耗的电能100w的灯泡要比的灯泡要比10w的灯泡要多。的灯泡要多。【学以致用【学以致用 三】三】生活中的功率生活中的功率（1）能量传递或转化的快慢程度）能量传递或转化的快慢程度中国的高校从中国的高校从1998年以来，每年都年以来，每年都因为学生在宿舍区使用违章电器造因为学生在宿舍区使用违章电器造成电路起火而引起的大火灾。成电路起火而引起的大火灾。北京交通大学，因学生使用北京交通大学，因学生使用“热得快热得快”电热棒引起火灾。电热棒引起火灾。吹风筒：吹风筒：1000w“热得快热得快”系列电热棒：系列电热棒：1500W【学以致用【学以致用 三】

7、三】生活中的功率生活中的功率【学以致用【学以致用 三】三】生活中的功率生活中的功率佛山照明系列灯泡，上面标有100w昆虫型小灯泡，上面标有10w美的电饭煲，标有550w29寸电视机，标有125w额定功率额定功率电器的电器的（2）电器的额定功率）电器的额定功率【学以致用【学以致用 三】三】生活中的功率生活中的功率（3）科普：定频空调与变频空调科普：定频空调与变频空调 定定频空调制冷的工作原理是开机后就以恒定的功率来工作，频空调制冷的工作原理是开机后就以恒定的功率来工作，室温达到并低于设定温度一定程度（一般为室温达到并低于设定温度一定程度（一般为1）后停机，然）后停机，然后室温上升到高于设定温度一

8、定程度（一般为后室温上升到高于设定温度一定程度（一般为1）后再次启）后再次启动来降低温度，如此循环动来降低温度，如此循环.变频变频空调制冷的工作原理是，开机后功率逐渐增加到最空调制冷的工作原理是，开机后功率逐渐增加到最大值附近，快速降低房间温度，当房间温度接近或达到设定大值附近，快速降低房间温度，当房间温度接近或达到设定时，压缩机功率开始下降，直到下降到使空调的制冷量和房时，压缩机功率开始下降，直到下降到使空调的制冷量和房间的冷量损失达到平衡，从而在不停机的状态下可以维持房间的冷量损失达到平衡，从而在不停机的状态下可以维持房间温度恒定，这样就消除了定频机启动停机循环过程中温度间温度恒定，这样就

9、消除了定频机启动停机循环过程中温度和湿度的波动造成的不舒适感。和湿度的波动造成的不舒适感。【学以致用【学以致用 四】四】生活中的功率生活中的功率（3）科普：定频空调与变频空调科普：定频空调与变频空调1.在两间面积均为在两间面积均为20的卧室中，在基本一致的室外温度的卧室中，在基本一致的室外温度下，开启两台测试空调（一台变频一台定频）；下，开启两台测试空调（一台变频一台定频）；2.空调温度设置成空调温度设置成25，风速为睡眠档，定时，风速为睡眠档，定时5个小时；个小时；3.运用专业测试仪器测试两台空调运行运用专业测试仪器测试两台空调运行5小时的耗电量；小时的耗电量；粤教版必修二粤教版必修二 第四

10、章第四章南海区西樵高级中学南海区西樵高级中学:梁启升梁启升五、汽车的两种启动方式P =F vvF牵牵f阻阻五、汽车的两种启动方式一种是以恒定额定功率启动，如赛车的启动。第二种是以恒定牵引力启动，如家庭用车的启动。动动画画动动画画vPF额牵mfFa阻牵一.汽车恒定功率启动(公式分析)小组公式推导小组公式推导vF牵牵f阻阻tF牵t0att0vtt0Ptt0vmaxfp额a减小的变加速直线运减小的变加速直线运动，最后以最大速度做动，最后以最大速度做匀速直线运动匀速直线运动一.汽车恒定功率启动(图像分析)小组画图像小组画图像二.汽车恒定牵引力启动(公式分析)加速度加速度a a一定一定速度速度v vv=

11、at牵引力不变牵引力不变达到最大达到最大速度速度vm功率功率P PPFvv Fa 保持保持P额额继继续加速续加速达到达到P额额时时Ff vF牵牵f阻阻 小组公式推导小组公式推导二.汽车恒定牵引力启动(图像分析)小组画图像小组画图像tF牵t1t2att1t2vtt1t2Ptt1t2vmaxfp额先是a不变匀加速运动，再是a变小的变加速运动，最后做匀速运动六、汽车启动问题的计算运动图像列方程)/sm（s t/vmvv匀加速变加速匀速maxPVf额)/sm（s t/vmv变加速匀速maxPVf额恒定功率启动恒定牵引力启动1.1.无论哪种启动过程，机车的无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动

12、时最大速度都等于其匀速运动时的速度，即的速度，即fPFPvm牵2.机车以恒定加速度启动的过程，匀加速过程结束时，mafFFPv11,功能关系列方程六、汽车启动问题的计算1.1.恒定功率启动：恒定功率启动：变加速过程只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算。由动能定理：Ptf阻x=Ek。此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。2.恒定牵引力启动：恒定牵引力启动：匀加速过程只能用W=Fs计算，变加速过程只能用W=Pt计算 例例.额定功率为额定功率为80 kW80 kW的汽车，在水平长直公的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达路上行驶时最大速度可达20 m/s20 m/s,汽车质量汽车质

13、量2 210103 3 kg kg。如果汽车从静止开始做匀加速如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达直线运动，加速度可达2 m/s2 m/s2 2 。设运动过程中。设运动过程中阻力大小不变，试求：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瞬时功率）汽车启动后，发电机在第三秒末的瞬时功率P P；（4 4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做 的功的功WW答案（1）4000N （2）5S （

14、3）48000W （4）200000J 牛刀小试解：（解：（1）当汽车速度最大时）当汽车速度最大时 f=F2=P额额/vm=4000N（2）当汽车匀加速运动时的牵引力）当汽车匀加速运动时的牵引力 F 1=f+ma=8000N 汽车汽车 刚好达到额定功率时刚好达到额定功率时 v1=P额额/F1 =10m/s 由由v 1=a t 得得 t =5 s（3）当汽车第）当汽车第3 s末做匀加速运动匀加速运动 v 3=a t3=6m/s P=F1 v 3=48000W（4）汽车匀加速运动所走的位移）汽车匀加速运动所走的位移 v12=2aS W =F1 S=2105J学习贵在坚持!积土成山，风雨兴焉；积水成

15、渊，蛟龙生焉；积善成德，而神明自得，圣心备焉。故不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不能十步；驽马骐骥一跃，不能十步；驽马十驾，功在不舍十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。蚓无爪牙之利，筋骨之强，上食埃土，下饮黄泉，用心一也。蟹六跪而二螯，非蛇鳝之穴无可寄托者，用心躁也.荀子劝学W=P t，七、物理中的人文七、物理中的人文 詹姆斯瓦特（James Watt，1736年1月19日 1819年8月25日）英国发明家。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为广泛应用于在工业，直接促进了欧洲第一次工业革命改革，使人类进入“蒸汽时

16、代”。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”（简称“瓦”，符号W）。物理科学技术 社会七、物理中的人文七、物理中的人文1.(成都高一检测)关于功率的概念，下列说法中正确的是()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.力做功越多，力的功率一定越大 D.力对物体做功越快，力的功率一定越大D八、牛刀小试FvP 2.下列说法正确的是：（）tWP A、由 知，只要知道W和t就可以求出任意时刻的功率；B、由 知，只能求出某一时刻的瞬时功率；C、由 知，汽车的功率与它的速度成正比；FvP D、由 知，当汽车的功率一定时，牵引力与它的速度成反比；DFv

17、P 八、牛刀小试3.汽车上坡时,必须换挡,其目的是()A.减小速度,得到较小的牵引力 B.增大速度,得到较小的牵引力 C.减小速度,得到较大的牵引力 D.增大速度,得到较大的牵引力C八、牛刀小试4.当前我国“高铁”事业发展迅猛假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v-t图象如图所示，已知在0t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动下述判断正确的是()A从0至t3时间内，列车一直匀加速直线运动Bt2时刻的加速度大于t1时刻 的加速度C在t3时刻以后，机车的牵引力为零D该列车所受的恒定阻

18、力大小为P/V3 八、牛刀小试5.5.一跳绳运动员质量一跳绳运动员质量m=50 kg,1minm=50 kg,1min跳跳N=180 N=180 次，假设次，假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所用时每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所用时间的间的2/52/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率多大功率多大?【解析】跳跃的周期【解析】跳跃的周期T=60s/180=1/3 sT=60s/180=1/3 s，而一个周期内在空中，而一个周期内在空中停留时间停留时间t t1 1=(3/5)T=(1/5)s=(3/5)T=(1/5)s人向上跳

19、看做是竖直上抛运动，设人向上跳看做是竖直上抛运动，设起跳速度为起跳速度为v v0 0，由由t t1 1=2v=2v0 0/g/g得得v v0 0=gt=gt1 1/2/2每次跳跃克服重力做功每次跳跃克服重力做功W=1/2mvW=1/2mv0 02 2=1/8mg=1/8mg2 2t t1 12 2所以克服重力做功的平均功率所以克服重力做功的平均功率P=W/T=75(W)P=W/T=75(W)八、牛刀小试九、鸣 金 收 兵（总结）一、如何描述做功的快慢一、如何描述做功的快慢 功率是描述做功快慢的物理量二、功率二、功率 1定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。2定义式：P=W/t 3单位

20、：瓦特（w），常用单位：千瓦（kw）或焦耳/秒（J/s)kw=1000 w ,w=J/s三公式推广三公式推广 1.P=W/t=Fscos/t=Fv cos 2、平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢 P=W/t=F cos(为平均速度）瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 P=F v cos（v是瞬时速度）九、鸣 金 收 兵（总结）四汽车的两种启动方式四汽车的两种启动方式 1.一种是以恒定额定功率启动，如赛车的启动。2.第二种是以恒定牵引力启动，如家庭用车的启动。规律：（1）.无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，（2）.机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，（3）变加速过程只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算。由动能定理：Ptf x=Ek。fPFPvm牵mafFFPv111,十、实验与拓展 探究日常生活中的功率，根据下面所给的方案（其它方案也探究日常生活中的功率，根据下面所给的方案（其它方案也可以），自行设计一个测量方案，并进行实际测量。可以），自行设计一个测量方案，并进行实际测量。方案1：学生提一桶水上楼时的平均功率.方案2：设计沿某一竹竿和树干上爬一定的高度，来测量做功功率.方案3：运动会上，百米比赛的同学的最大功率.方案4：测算自己举起杠铃时的最大功率.