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1、第七节第七节功率功率目标导航预习导引目标导航预习导引二一三一、功率一、功率1.定义:单位时间内做功的多少.用符号P表示.2.公式:3.单位:国际单位制中功率的单位是瓦特,简称瓦,符号:W.4.物理意义:功率是表示做功快慢的物理量.预习交流预习交流1功率越大,做功一定越多吗?答案:功率大表示做功快,不一定做功多,因为做功的多少还与时间长短有关.目标导航二一预习导引三二、功率的计算二、功率的计算1.一个力对物体做功的功率,等于这个力与受力物体的速度的乘积,即P=Fv.2.物理学中把物体在一段时间内做功的功率的平均值叫平均功率,计算公式 .物理学中把物体在某一时刻做功的功率叫瞬时功率.目标导航一预习
2、导引二三三、功率与能量三、功率与能量1.功率表示能量转化或转移的快慢.2.额定功率和实际功率每一种机械都有一个长时间工作的最大允许功率,这个功率叫机械的额定功率,也就是机器铭牌上的标称值;实际功率是指机器工作中实际输出的功率.实际功率总是小于或等于额定功率.预习交流预习交流2“多拉快跑”是许多司机的一贯做法,这样做增大了交通安全的危险系数,另外从发动机寿命的角度考虑会有什么影响?答案:发动机的实际功率大于额定功率,也就是人们常说的“小马拉大车”,会减少发动机的使用寿命.迁移应用典题例解一二知识精要思考探究一、功率一、功率 迁移应用典题例解一二知识精要思考探究2.公式P=Fv中三个量的制约关系迁
3、移应用典题例解一二知识精要思考探究3.两种常见的错误观点有些同学根据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.上述看法显然不对.从P=Fv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,当机械的功率一定时,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
4、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.一二迁移应用典题例解知识精要思考探究如图所示,用水平力F推动物体,让物体在水平桌面上以速度v做匀速直线运动,则力F对物体做功的功率是多少?答案:因为力的方向与物体位移的方向相同,所以F做功为W=Fs.由功率的公式所以推力对物体做功的功率为P=Fv.一二迁移应用典题例解知识精要思考探究【例1】一台起重机从静止起匀加速地将质量m=1.0103kg的货物竖直吊起,在2s末货物的速度v=4.0m/s.求起重机在这2s内的平均输出功率及2s末的瞬时功率.(g取10m/s2)解析:货物运动的加速度根据牛顿第二定律
5、,F-mg=ma,起重机的拉力F=mg+ma=1.0103(10+2)N=1.2104N货物上升的位移拉力做的功W=Fs=1.21044J=4.8104J2s末的瞬时功率P=Fv=1.21044.0W=4.8104W.答案:2.4104W4.8104W一二迁移应用典题例解知识精要思考探究一二迁移应用典题例解知识精要思考探究1.(2015海南单科)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的()A.4倍B.2倍答案:D解析:因阻力的大小正比于速率,即f=kv,当摩托艇匀速运动时,速度达到最大,则P=fv,所以,P=kv2.由此可
6、知,功率P变为原来的2倍时,最大速率变为原来的倍,故D正确.一二迁移应用典题例解知识精要思考探究2.(2015浙江理综)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则()A.弹射器的推力大小为1.1106NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1108JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s
7、2答案:ABD一二迁移应用典题例解知识精要思考探究迁移应用典题例解知识精要一二二、机车的两种启动方式二、机车的两种启动方式1.两种启动方式的过程分析迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二【例2】汽车发动机的功率为140kW,汽车的质量为4t,当它行驶在坡角为0.25(sin=0.25)的长直公路上时,如图所示.所受摩擦阻力为车重的(g取10m/s2),问:(1)汽车所能达到的最大速度vmax是多少?(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?迁移应用
8、典题例解知识精要一二解析:(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f=kmg+mgsin=4000N+10000N=14000N又因为当F=f时,P=fvmax迁移应用典题例解知识精要一二(3)由W=Fs可得汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为W=Fs=1640060.78J=9.97105J.答案:(1)10m/s(2)14.23s(3)9.97105J迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二1.(2015全国理综)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是()答案:A迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二2.一汽车额定功率为100kW,质量为1.0104kg,设阻力恒定,阻力f=kmg,k=0.1.(1)若汽车保持恒定功率运动,求运动的最大速度.(2)若汽车以加速度a=0.5m/s2做匀加速运动,求其匀加速运动的最长时间.(3)若保持额定功率运动,当汽车速度为5m/s时,运动的加速度是多大?答案:(1)10m/s(2)13.4s(3)1m/s2迁移应用典题例解知识精要一二迁移应用典题例解知识精要一二
