《高中物理人教版必修2课件：第七章-第3讲-功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2课件：第七章-第3讲-功率（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章,机械能守恒定律,第3讲功率,目标定位 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P 进行有关计算. 2.知道平均功率和瞬时功率的含义，能根据PFv进行分析和计算. 3.了解额定功率和实际功率，会分析机车启动问题.,预习导学 梳理识记点拨,一、功率 1.定义： 跟 的比值叫做功率.即 P . 2.单位： ，简称 ，符号是 . 3.标矢性：功率是 量. 4.物理意义：是表示 的物理量.,做功快慢,功W,完成这些功所用时间t,瓦特,瓦,W,标,想一想功率大，做功一定多吗？ 答案不一定.功率与做功多少没有必然联系，功率大，做功不一定多，但做功一定快.,二、额定功率与实际功率 1.定义 (1)额定功
2、率是发动机正常工作时输出的 功率. (2)实际功率是发动机 时的输出功率. 2.为了保证机械的安全，工作时尽量使P实 P额.,最大,实际工作,三、功率与速度 1.功率与速度关系式：P (F与v方向相同). 2.推导：,Fv,Fv,3.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 ，要增大牵引力，就要 速度. 想一想汽车爬坡时，常常换用低速挡，为什么？ 答案由PFv可知，发动机的额定功率是一定的，换用低速挡的目的是减小速度，从而增大牵引力.,减小,反比,课堂讲义 理解深化探究,一、对公式P 和PFv的理解 1.P 是定义式，适用于任何情
3、况下功率的计算，一般用于求解某段时间内的平均功率. 2.PFv通常用来计算某一时刻或某一位置时的瞬时功率，v是瞬时速度；若代入某段时间内的平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率.,3.求解功率时应该注意的问题 (1)首先要明确是求哪个力的功率，如汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率.,(3)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，应用公式PFv，如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算.,例1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t3 s，求： (1)力F在t3 s内对物体所做功的平均功率；,t3 s内物体的
4、位移,3 s内力F所做的功：WFl69 J54 J,答案18 W (2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率. 解析3 s末物体的速度vat23 m/s6 m/s 此时力F做功的瞬时功率PFv66 W36 W. 答案36 W,例2如图1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，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10 m/s2.求： (1)前2 s内重力做的功；,图1,木块所受的合外力 F合mgsin mgcos mg(sin cos )210 (0.60.50.8)N4 N,所以，重力在前2 s内做的功为Wmglsin 210
5、40.6 J48 J 答案48 J (2)前2 s内重力的平均功率； 解析重力在前2 s内的平均功率为,答案24 W,(3)2 s末重力的瞬时功率. 解析木块在2 s末的速度 vat22 m/s4 m/s 2 s末重力的瞬时功率Pmgvsin 21040.6 W48 W 答案48 W,二、机车启动的两种方式 1.恒定功率启动 (1)过程分析,(2)vt图象如图2所示,图2,2.恒定加速度启动 (1)过程分析,(2)vt图象如图3所示.,图3,3.机车启动过程的分析步骤 (1)分析物理过程，明确是哪种启动方式. (2)抓住两个基本公式：功率公式PFv；牛顿第二定律，即FF阻ma.,4.机车启动过
6、程中几个物理量的求法,例3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； 解析当汽车速度最大时，a10，F1Ff，PP额，故,答案10 m/s,(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？ 解析汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中，a2不变，v变大，P也变大，当PP额时，此过程结束. F2Ffma2(0.1104101040.5)N1.5104 N,答案13.3 s,(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为2
7、m/s2时，速度多大？ 解析F3Ffma3(0.1104101042) N3104 N,答案3.3 m/s,对点练习 巩固应用反馈,功率的计算 1.如图4所示，从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为() 图4,A.300 W B.400 W C.500 W D.700 W 解析物体落地瞬间vygt30 m/s，所以PGGvy300 W，故A正确. 答案A,对机车启动问题的理解及应用 2.一辆汽车以功率P1在平直公路上匀速行驶，若驾驶员突然减小油门，使汽车的功率减小为P2并继续行驶.若整
8、个过程中阻力恒定不变，此后汽车发动机的牵引力将() A.保持不变 B.不断减小 C.突然减小，再增大，后保持不变 D.突然增大，再减小，后保持不变,解析由P1Fv知，当汽车以功率P1匀速行驶时，FFf，加速度a0.若突然减小油门，汽车的功率由P1减小到P2，则F突然减小.整个过程中阻力Ff恒定不变，即FFf，此时加速度a0，所以汽车将减速.由P2Fv知，此后保持功率P2不变继续行驶，v减小，F增大.当FFf时，汽车不再减速，而以一较小速度匀速行驶，牵引力不再增大. 答案C,3.汽车发动机的额定功率P60 kW，若其总质量为m5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为F5.0103 N，则： (1
9、)汽车保持恒定功率启动时：求汽车所能达到的最大速度vmax. 解析汽车在运动中所受的阻力大小为：F5.0103 N. 汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大.,当a0时速度最大，所以，此时汽车的牵引力为 F1F5.0103 N， 则汽车的最大速度为,答案12 m/s,当汽车加速度为2 m/s2时，速度是多大？ 解析当汽车的加速度为2 m/s2时，牵引力为F2，由牛顿第二定律得：F2Fma， F2Fma5.0103 N5.01032 N1.5104 N， 汽车的速度为,答案4 m/s,当汽车速度是6 m/s时，加速度是多大？ 解析当汽车的速度为6 m/s时，牵引力为,F3Fma， 汽车的加速度为,答案1 m/s2,(2)若汽车以a0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？ 解析当汽车以恒定加速度a0.5 m/s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F4，由牛顿第二定律得 F4Fma， F4Fma5.0103 N51030.5 N7.5103 N.,答案16 s,汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束， 此时汽车的速度为,
