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1、第四章 机械能 第五节 功率 一自我生疑：1什么叫功？什么叫功率？两者间有何关系？ 2功率是标量还是矢量？3如何计算功率： 4.什么叫平均功率？什么叫瞬时功率？(1)平均功率： (2)瞬时功率： 4什么叫额定功率？什么叫实际功率？额定功率 ：实际功率： 5公式PFv的进一步讨论：定值各量间的关系应用P一定F与v成 汽车上坡时，需增大 ，应换挡减小 v一定F与P成 汽车上坡时，要使速度不变，应 ，增大 ，获得较大 F一定P与v成 汽车在高速路上，加大油门增大 ，可以提高 我要提出的问题是：二.互动解疑：1.功率和机械效率是意义相同的两个概念吗？ 2.有些同学根据P=Fv得出“当P一定时,v0,F
2、;或者F0,v”,即“额定功率一定时,瞬时速度趋近于0,牵引力就趋近于无穷大;或牵引力趋近于0,瞬时速度就趋近于无穷大”.这种认识对吗?说明理由.一、功率的计算例1 一台起重机从静止起匀加速地将质量m1.0103 kg的货物竖直吊起，在2 s末货物的速度v4.0 m/s.求起重机在这2 s内的平均输出功率及2 s末的瞬时功率(g10 m/s2)答案2.4104 W4.8104 W二、有关功率和速度的问题例2 为了响应国家的“节能减排”号召，某同学采用了一个家用汽车的节能方法在符合安全行驶要求的情况下，通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽车负载减少假设汽车以72 km/h
3、的速度匀速行驶时，负载改变前、后汽车受到的阻力分别为2 000 N和1 950 N请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少？答案1103 W三、关于机车的启动分析例3 质量为10 t的汽车，额定功率为5.88104 W，在水平路面上行驶的最大速度为15 m/s，则汽车所受的最大阻力是多少？当车速为10 m/s时，汽车的加速度是多大？答案3 920 N0.196 m/s2三.内化迁疑：1.关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv只能求某一时刻的瞬时功率C从PFv知汽车的功率与它的速度成正比D从PFv知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成
4、反比 2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()Aat即为汽车额定功率下的速度最大值Bat还不是汽车额定功率下速度最大值C汽车的额定功率是ma2tD题中所给条件求不出汽车的额定功率 3一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tt1时刻力F的功率是()A.t1B.tC.t1D.t 4一汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是()A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大
5、C汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D当牵引力等于阻力时，速度达到最大值 5质量为m的物体沿直线运动，只受到一个力F的作用物体的位移l、速度v、加速度a和F对物体做功功率P随时间变化的图象如图所示，其中不可能的是() 6质量为m，发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，测得发动机的实际功率为P1，假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路上匀速行驶的最大速度是()Av B.C. D. 7将一质量为m的物体从离地面h处，以速度v0水平抛出，求物体从抛出到落地过程中重力的功率和在物体刚要落地时重力的功率(不计空气阻力) 8医生用20 N的力将5 mL药液在30 s的
6、时间内注入病人的体内，若活塞的横截面积是1 cm2，试计算医生对活塞做功的平均功率是多大？ *9随着我国汽车行业的不断发展壮大，汽车逐步走入城市和少数农村家庭，但是拖拉机以其独有的特点在广大的农村乡镇，田间地头还是经常见到假如某台拖拉机的输出功率是2.72104 W，已知拖拉机三个挡的速度分别为36 km/h、46 km/h和54 km/h，则(1)拖拉机在采用这三个挡的速度时的牵引力各为多大？(2)由上面的计算分析，拖拉机与普通汽车相比有何特点？(3)由上面的计算，给驾驶拖拉机的农民朋友提一条合理的建议我的学习反思与小结：第四章 机械能 第五节 功率(含答案)一自我生疑：1什么叫功？什么叫功
7、率？两者间有何关系？力与力的方向上的位移的乘积叫功。某段时间内所做的功与这段时间的比值叫功率。功率是单位时间内所做的功，功率是表示做功的快慢P=W/t 2功率是标量还是矢量？只有大小，没有方向是标量3如何计算功率：（1）P=W/t (2) P=Fv4.什么叫平均功率？什么叫瞬时功率？(1)平均功率：平均功率表示力在一段时间内做功的平均快慢平均功率与一段时间(或过程)相关，常用P来求平均功率(2)瞬时功率：瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢程度，用公式PFv来计算瞬时功率，公式中v应为瞬时速度，且F和v同方向若F和v方向不同，则应用PFvcos .4什么叫额定功率？什么叫实际功率？额定功率是指动力
8、机械长时间正常工作时输出的最大功率，是动力机器的重要的性能指标一个动力机器的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明机器工作时必须受额定功率的限制实际功率是机器工作时实际的输出功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率可以小于、也可以等于额定功率，但实际功率大于额定功率会损坏机器5公式PFv的进一步讨论：定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，需增大牵引力，应换挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定P与v成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度二.互动解疑：1.功率和机械效率是意义相同的两个概念吗？功率
9、和机械效率是不同的概念功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度；机械效率是有用功与总功的比值，反映机械对总功利用率的高低功率和机械效率分别表示了机械的不同性能，它们之间没有必然的联系功率大的机械做功快，但机械效率不一定高，反之，机械效率高的机械不一定做功快2.有些同学根据P=Fv得出“当P一定时,v0,F;或者F0,v”,即“额定功率一定时,瞬时速度趋近于0,牵引力就趋近于无穷大;或牵引力趋近于0,瞬时速度就趋近于无穷大”.这种认识对吗?说明理由.上述看法不对从PFv可知，当机械的功率一定时，需要用较大的力做功，就必须降低速度但是，任何机器的作用力都不可能无限制增大，因为它受到了
10、机器结构、运转条件等的限制，超过某一限度，作用力与速度成反比的规律就不成立了，因此任何机器都存在着一个最大作用力另一方面，当机械功率一定时，要高速运转则作用力就要减小但是，任何机器工作时都要受到摩擦力的作用，因此机器工作产生的作用力就不可能小于这个摩擦力，所以任何机器还存在着一个最大速率的限制一、功率的计算例1 一台起重机从静止起匀加速地将质量m1.0103 kg的货物竖直吊起，在2 s末货物的速度v4.0 m/s.求起重机在这2 s内的平均输出功率及2 s末的瞬时功率(g10 m/s2)答案2.4104 W4.8104 W二、有关功率和速度的问题例2 为了响应国家的“节能减排”号召，某同学采
11、用了一个家用汽车的节能方法在符合安全行驶要求的情况下，通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽车负载减少假设汽车以72 km/h的速度匀速行驶时，负载改变前、后汽车受到的阻力分别为2 000 N和1 950 N请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少？答案1103 W*三、关于机车的启动分析例3 质量为10 t的汽车，额定功率为5.88104 W，在水平路面上行驶的最大速度为15 m/s，则汽车所受的最大阻力是多少？当车速为10 m/s时，汽车的加速度是多大？解析汽车在水平方向上受两个力的作用：牵引力F和阻力Ff.对汽车来说，可以认为阻力Ff不随车速的变化而变化设汽车始终
12、在额定功率P下工作，用v表示速度，则PFv.一开始启动时速度v较小，牵引力F较大，这时有FFf，汽车将加速行驶随着速度v的增大，F不断减小，而Ff保持不变；当FFf时加速度为零，速度v不再变化根据F可知，F也不再变化，从此时起汽车将以最大速度vm匀速行驶由PFvmFfvm可得Ff N3 920 N当v10 m/s时，牵引力F N5 880 N由牛顿第二定律有FFfmaa m/s20.196 m/s2答案3 920 N0.196 m/s2三.内化迁疑：1.关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv只能求某一时刻的瞬时功率C从PFv知汽车的功率
13、与它的速度成正比D从PFv知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比答案D解析P是对应一段时间内的功率，是平均功率，在PFv中，若v为平均速度，则P为平均功率若v为瞬时速度，则P为瞬时功率当P一定时，F与v成反比2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()Aat即为汽车额定功率下的速度最大值Bat还不是汽车额定功率下速度最大值C汽车的额定功率是ma2tD题中所给条件求不出汽车的额定功率答案BD解析汽车额定功率下的最大速度是a0时，vm，故A项错误，B项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FFfma，FFfma，因
14、Ff不知，则F不知，故求不出汽车的额定功率，故D项正确3一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tt1时刻力F的功率是()A.t1B.tC.t1D.t答案C解析题目所求t1时刻的功率为瞬时功率物体的加速度at1时刻的速度v1at1t1所以t1时刻的功率P1Fv1t1.4一汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是()A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大C汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D当牵引力等于阻力时，速度达到最大值答案CD解析汽车的发动机输出功率恒定，即P一定，则由式PFv可得：v增大，F减小，但由于合外力方向与汽车运动方向一致，因此汽车速度仍在增大，当汽车受到的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大值，而后进行匀速运动，故选C、
