《2013-2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：7.3功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013-2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：7.3功率（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节 功 率,颠覆F1赛车速度历史,2006年7月22日本田车队巴纳维亚555挑战计划项目小组在美国的速度圣地犹他州巴纳维亚盐滩上冲破400千米/小时速度大关在一标准,英里(约1 600米)内成功达到了平均速度400千米/小时的速度目标：当地时间7点21分，挑战用车经过一次冲击即达到了400.459千米/小时的最高速度为了达到更高的速度，往往要采用更大功率的发动机,1理解功率的概念，能应用功率公式P 进行有关计算 2正确理解公式PFvcos 的意义，并能进行计算和解释有关现象 3知道什么是瞬时功率和平均功率、实际功率和额定功率，会在具体问题中计算瞬时功率和平均功率,课前预习,一、功率 1定义
2、 一个力所做的功W跟完成这些功所用的时间t的_叫做功率，通常用P表示 2定义式 根据功率的定义，可知P_. 注意：公式P 是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算,比值,3单位 在国际单位制中，功率的单位是_，简称_，符号是_ 常用单位：1 kW_W. 4标矢性 功率是_，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 5物理意义 功率是表征物体做功_的物理量，它由物体做的功与做这些功所用的时间共同决定，并不单纯由做功的多少决定只有在做功时间相同的情况下，才能认为物体做的功越多，功率越大,瓦特,瓦,W,103,标量,快慢,二、平均功率和瞬时功率 1平均功率：表示在_内做功的
3、平均快慢，用公式表示成P 或P . 2瞬时功率：表示在某一_(或某一时刻)做功的快慢，一般用P_来求 三、额定功率和实际功率 1额定功率是发动机_时的最大功率，通常都在铭牌上标明额定功率是动力机器重要的性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的 2实际功率是发动机_时输出的功率机器工作,一段时间,位置,Fv,正常工作,实际工作,时都要受额定功率的限制，发动机实际工作时输出的功率(即实际功率)，可以小于或等于额定功率，有时实际功率也会略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率 四、功率与速度 由公式PFv知： 1P一定时，F与v成_ 2v一定时，P与F成_ 3_时，P与v成正比,反比,正比,F一定
4、,怎样理解和计算功率？,1P 是功率的定义式，物理学中有许多物理量是用“比值”来定义的，如前面学习的速度、加速度等若t较长，P为平均功率只有在趋向于零时，P才视为瞬时功率，可见P只能计算平均功率 2公式PFv是功率的另一种计算方法当V是平均速度时，对应平均功率，当V是瞬时速度时对应瞬时功率,3平均功率和瞬时功率的计算 (1)平均功率的计算 由于平均功率描述了物体在一段时间内做功的快慢程度，它和一段时间(或一个过程)相对应，可直接用功率的定义式进行计算， W/t. 当恒力做功时WFlcos ，则恒力对应的功率为PFv cos ，当v是运动物体在某一段时间内的平均速度时，P就是对应该段时间内的平均
5、功率，即PF cos . 应当注意的是，平均功率总是与某段时间(或某一过程)相对应，所以对于平均功率一定要明确是哪段时间(或哪一过程)内的,(2)瞬时功率的计算 由功率的定义式P ，某一时刻t的瞬时功率等于包含t时刻在内的一段无限小的时间t内所做的功W与这段时间的比，即P ，但实际上这样计算是不方便的 通常情况下，计算瞬时功率可根据PFvcos 求出，其中v是瞬时速度，为F与v之间的夹角，P、F、v、为瞬时对应关系,名师提示：1.公式P 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 2应用公式P 求功率时，一定要先判断所求的功率是哪个
6、力在哪段时间内的功率，因为不同力在不同时间内的功率是不同的,尝试应用,1下列关于功率的说法中正确的是( ) A由P 知，力做的功越多，功率越大 B由PFv知，物体运动得越快，功率越大 C由WPt知，功率越大，力做的功越多 D由PFvcos 知，某一时刻，即使力和速率都很大，但功率不一定大 答案：D,解析：在P 中，只有P、W、t中的两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A、C错误；在PFv中，P还与F有关，选项B错误；在PFvcos 中，P还与有关，选项D正确,由功率与速度分析机车的启动问题,1PFv. (1)推导：功率的定义式为P ，又因为WFl，则P Fv，故功率的表达式：PFv. (2)
7、对公式PFv的认识 由于WFl的表示形式适用于力(F)与位移(l)同方向的情况，故PFv适用于力F和速度v同方向的情况 当力F和速度v不在同一直线上时，可以将力F分解为沿v方向的分力F1和垂直于v方向的分力F2，F2不做功，其功率为0，分力F1的功率即为力F的功率；或者分解速度，力F乘以沿,F方向上的分速度即为力F的功率故其一般表达式为PFvcos .其中是矢量F、v之间的夹角 (3)对公式中F、v、P的说明.,2.机车启动的两种方式.,名师提示：分析机车启动全过程必须抓住以下几点 (1)正确分析其物理过程 (2)抓住基本公式：功率公式PFv，P是机车的功率，F是机车的牵引力，v是机车的速度；
8、当机车匀速运动时FFf，当机车变速运动时，由牛顿第二定律，得FFfma. (3)正确分析公式中各个物理量在各个过程中的变化情况,尝试应用,2汽车上坡的时候，司机必须换挡，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,解析：汽车上坡，阻力增大，为了得到较大的牵引力，必须换挡减速 答案：C,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，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； (2)前2 s内重力的
9、平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率,平均功率与瞬时功率的计算,答案：(1)48 J (2)24 W (3)48 W,1.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则( ),变式应用,答案：BD,机车启动问题,一汽车额定功率为100 kW，质量为1.0104 kg，设阻力恒为车重的0.1倍，取g10 m/s2. (1)若汽车保持恒定功率运动，求运动的最大速度； (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度匀加速运动，求其匀加速运动的最长时间,答案：(1)10 m/s (2)13.4s 名师归纳：对机车等交通工具类问题，应明
10、确PFv中，P为发动机的实际功率由于这类问题是一个动态变化过程，各个物理量相互关联，分析时，抓住不变量，利用PFv和 F合ma进行逐步分析,变式应用,2与普通自行车相比，电动自行车更省力下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数. 在额定输出功率不变的情况下，质量为60 kg的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍，则当此电动自行车达到最大速度时，牵引力为_ N；当车速为2 m/s时，其加速度为_ m/s2.(g取10 m/s2),答案：40 0.6,基础练,1关于功率概念，下列说法中正确的是( ) A力对物体做的功越多，力做功的功率越大 B功率是描述物体做功快慢的物
11、理量 C从公式PFv可以知道汽车的发动机功率一定时，牵引力与运动速度成反比 D当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时合外力为零，此时发动机的实际功率为零,解析：功率描述的是力做功的快慢，故选项A错误，选项B正确；汽车的功率指的是牵引力做功的功率，选项C正确，选项D错误 答案：BC,2物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放,在粗糙的水平面上在相同力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，如图所示，那么( ),A力F对A做功较多，做功的平均功率也较大 B力F对B做功较多，做功的平均功率也较大 C力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同 D力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大,答案
12、：D,解析：由功的公式W=FS知力F对A、B做功相等.而A物体加速度大，所以时间少，故对A做功快.,3某同学进行体能训练，用了100 s的时间跑上20 m高的高楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是( ) A10 W B100 W C1 kW D10 kW,答案：B,4假设汽车以额定功率在水平路面上行驶，所受阻力大小不变，则它不可能做( ) A匀加速直线运动 B匀减速直线运动 C匀速直线运动 D变加速直线运动,解析：汽车以额定功率行驶，P不变，若汽车做匀加速直线运动，则FFfma不变，但v变大，则要求PFv变大，这与P不变矛盾，故A不可能同理B也不可能；只要FFf，则汽车即可做匀速直线运动且
13、P不变，C可能；由PFv知，汽车以额定功率启动时，随着v的变大，F变小，加速度变小，汽车做变加速直线运动，D可能 答案：AB,5如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走两次扶梯运送乘客所,做的功分别为W1、W2，牵引力的功率分别为P1、P2，则( ),AW1W2，P1P2,解析：扶梯两次运送乘客的速度均为v1，扶梯所施加的力不变，由PFv知P1P2；由于第二次所用的时间短，由WPt得W2W1.故选项D正确 答案：D,6.在平直公路上以一定速率(约为5 m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍，则骑车
14、人的功率最接近于(车和人的总质量约为100 kg)( ),A0.1 kW B1103 kW C1 kW D10 kW,解析：这是一道估算题，车速v5 m/s，骑车时的牵引力 FFf0.0210010 N20 N，所以功率PFv205 W100 W，即0.1 kW，故A正确 答案：A,提高练,7.质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是（） A.at即为汽车额定功率下的速度最大值 B.at还不是汽车额定功率下速度最大值 C.汽车的额定功率是 D.题中所给条件求不出汽车的额定功率,解析：汽车额定功率下的最大速度是a=0时， ，故A项错误，B项
15、正确.汽车的功率是牵引力的功率，不是合力的功率，故C项错误.由F-=ma,F= +ma,因 不知，则F不知，故求不出汽车的额定功率，故D项正确. 答案：BD,8跳绳是一种健身运动设某运动员的质量为50 kg，一分钟跳绳180次假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 ，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2),答案：75 W,9在一次抗洪抢险活动中，解放军某部队用直升机抢救一重要落水物体，静止在空中的直升机上的电动机通过吊绳将物体从直升机正下方90 m处的洪水中吊到机舱里已知物体的质量为80 kg，吊绳的拉力不能超过1 200 N，电动机的最大输出功率为12 kW.为尽快把物体安全救起，操作人员采取的办法是，先让吊绳以最大拉力工作一段时间，而后电动机又以最大功率工作，当物体到达机舱
