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1、第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第第3 3节节 功率功率湖南省湖南省2014物理学业水平考试要求：物理学业水平考试要求：1.理解功率的概念，能区分额定功率和实际功率，理解功率的概念，能区分额定功率和实际功率， 会计算瞬时功率；会计算瞬时功率；2.了解生活和生产中常见的机械功率大小及其意义；了解生活和生产中常见的机械功率大小及其意义；一一、功率功率功率是表示力对物体做功的快慢的物理量功率是表示力对物体做功的快慢的物理量 1.定义：定义：单位时间内完成的功叫功率单位时间内完成的功叫功率功率功率功功时间时间2.功率的表达式功率的表达式: 3.功率的单位：功率的单位：瓦特瓦特 简称：
2、（简称：（W） 常用单位：千瓦（常用单位：千瓦（kw）、）、兆瓦（兆瓦（Mw） 换算：换算：1kw1000W 1Mw106wP =W t4.功率是标量功率是标量例例1、关于功率说法不正确的（、关于功率说法不正确的（ ） A 功率是表示物体做功快慢的物理量功率是表示物体做功快慢的物理量 B 机械做功越多，它的功率不一定就越大机械做功越多，它的功率不一定就越大 C 机械做功时间越短，它的功率越大机械做功时间越短，它的功率越大 D 完成相同的功，用的时间越长的完成相同的功，用的时间越长的 机械，功率就一定越小机械，功率就一定越小C例题例题1：（考查功率概念）：（考查功率概念）WFlcosPtWPFv
3、cosPtFlcosvtS二、功率与速度的关系：二、功率与速度的关系： PF v cos若若v表示瞬时速度，表示瞬时速度，则则P 表示瞬时功率表示瞬时功率若若 v表示平均表示平均速度，则速度，则P 表表示平均功率示平均功率当当F与与v同方向时同方向时（0），），PFv例例2；（；（2012学业水平考试真题）学业水平考试真题）7赛车是一项技术性、挑战性和观赏性都很强的运动。赛车是一项技术性、挑战性和观赏性都很强的运动。一选手驾驶赛车以恒定的功率一选手驾驶赛车以恒定的功率P从静止开始做加速运动，从静止开始做加速运动，由功率的计算公式由功率的计算公式P=FV可以判断，在赛车加速运可以判断，在赛车加速
4、运动的动的过程中（过程中（ ） A牵引力牵引力F越来越大越来越大 B牵引力牵引力F越来越小越来越小 C牵引力牵引力F保持不变保持不变 D牵引力牵引力F的大小变化无法判断的大小变化无法判断例题例题2：（考查生活中的与功率相关：（考查生活中的与功率相关问题）问题）B三、平均功率与瞬时功率1.1.平均功率：描述力在一段时间内做平均功率：描述力在一段时间内做功的平均快慢。功的平均快慢。计算式：计算式：P=W/t P=W/t 平均功率对应一段时间或一个过程平均功率对应一段时间或一个过程2.2.瞬时功率瞬时功率 瞬时功率对应运动物体的某一时刻瞬时功率对应运动物体的某一时刻或某一位置。或某一位置。 P=Fv
5、例例3（2012学业水平考试真题（学业水平考试真题（1）（）（2）（）（3） 一个质量为一个质量为m=50kg的人站在电梯内，当电梯沿竖直方的人站在电梯内，当电梯沿竖直方 向从静止开始匀加速上升时，人的受力情况如图所示，其中电向从静止开始匀加速上升时，人的受力情况如图所示，其中电 梯底板对人的支持力为梯底板对人的支持力为FN=600N，取重力加速度，取重力加速度g=10m/s2 。求：求： (1)人受到的合力人受到的合力F的大小和方向；的大小和方向； (2)电梯加速度的大小电梯加速度的大小a； (3)电梯运动时间电梯运动时间t=5s时速度的大小时速度的大小v； (4)电梯运动电梯运动5s内的平
6、均功率；内的平均功率； (5)电梯在电梯在5s末的瞬时功率。末的瞬时功率。例题例题3：（考查平均功率和瞬时功率：（考查平均功率和瞬时功率 的简单计算）的简单计算）mgFN四、额定功率和实际功率四、额定功率和实际功率 1、额定功率：是指机器在正常条件下可以长、额定功率：是指机器在正常条件下可以长时间工作的时间工作的最大最大输出功率，也就是机器铭牌上输出功率，也就是机器铭牌上的标称值的标称值2、实际功率：是指机器在工作中、实际功率：是指机器在工作中实际实际输出的输出的功率功率3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时工作时实际功率总是小于或等于额定功率，实
7、际功率总是小于或等于额定功率，机机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率但不允许长时间超过额定功率例例4：以下关于额定功率和实际功率说法中不正确的是：以下关于额定功率和实际功率说法中不正确的是：（ ） A电动机、内燃机等动力机械常常标有额定功率；电动机、内燃机等动力机械常常标有额定功率； B机器可以较长时间在额定功率下工作；机器可以较长时间在额定功率下工作； C实际功率有可能小于额定功率也可能大于额定功率；实际功率有可能小于额定功率也可能大于额定功率； D一台机器的额定功率有很多，实际功率只有一个；一台机器的额定功率有很多
8、，实际功率只有一个；例题例题4：（实际功率和额定功率的关系）：（实际功率和额定功率的关系）D第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第第4 4节节 重力势能重力势能湖南省湖南省2014物理学业水平考试要求：物理学业水平考试要求：1.了解重力做功的特点；了解重力做功的特点；2.理解重力势能的概念，知道重力势能的相对性，理解重力势能的概念，知道重力势能的相对性，会用重力势能公式进行计算；会用重力势能公式进行计算；3.知道重力势能的变化和重力做功的关系；知道重力势能的变化和重力做功的关系；利利用用水水的的重重力力势势能能发发电电一、重力做功一、重力做功重力做功的特点：重力做功的特点： 重力
9、做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟只跟始末位置的高度差始末位置的高度差h h有关有关例例1；（；（2010学业水平考试真题）学业水平考试真题） 7如如图所示，三个斜面高度相同，所示，三个斜面高度相同，倾角分角分别为30O、 45O、60O，让同一个小球分同一个小球分别从三个斜面的从三个斜面的顶端沿斜面滑端沿斜面滑到底端，重力到底端，重力对小球做的功分小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列下列关系正确的是（关系正确的是（ ）例题例题1：（了解重力做功的特点）：（了解重力做功的特点） A W1W2W3 D W1W2=W3B例例2；（；（2013学业水平考试真题）学业水平考试真题）15、如
10、、如图所示，所示，质量量为m的物体始的物体始终静止在斜面上，静止在斜面上，在斜面体从在斜面体从图中中实线位置沿水平面向右匀速运位置沿水平面向右匀速运动到到虚虚线位置的位置的过程中，下列关于物体所受各力做功的程中，下列关于物体所受各力做功的说法正确的是法正确的是( )A A重力不做功重力不做功B B支持力不做功支持力不做功C C摩擦力不做功摩擦力不做功D D合力做正功合力做正功例题例题2：（了解重力做功的特点）：（了解重力做功的特点）A例例3；（；（2013学业水平考试真题）学业水平考试真题）例题例题3：（了解重力做功的特点）：（了解重力做功的特点）22、7分分如如图所示，把一个所示，把一个质量
11、量m=0.2kg的小球从的小球从h=7.2m的高的高处以以60角斜向上抛出，初速度角斜向上抛出，初速度v0=5m/s，不不计空气阻力，重力加速度空气阻力，重力加速度g=10m/s2。问：（2）从抛出到落地）从抛出到落地过程中重力程中重力对小球所做的功小球所做的功W是是多少？多少？二、重力势能的表达式二、重力势能的表达式 Ep = mgh m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg）Ep 物体的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J）g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体相对参考平面的高度，单位：米物体相对参考平面的高度，单位：米（m） 即：
12、物体的重力势能等于物体的重量即：物体的重力势能等于物体的重量和它的相对参考平面高度的乘积和它的相对参考平面高度的乘积三、重力的功与势能的关系三、重力的功与势能的关系 WG = Ep1 - Ep2 重力做功重力做功WG(正、负）正、负）重力势能重力势能EP（增加、减（增加、减少）少）重力做功和重力重力做功和重力势能变化的关系势能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力做物体克服重力做的功的功等于等于重力势重力势能的增加能的增加2、计算重力势能之前需要先选定参考平面、计算重力势能之前需要先选定参考平面 在
13、参考面下方在参考面下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重力，重力势能也是势能也是负值负值。 5、参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . .3 3、在参考面上方在参考面上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值，重力，重力势能也是势能也是正值正值；4 4、势能是、势能是标量标量+ +、表示大小表示大小四、重力势能的相对性四、重力势能的相对性1、高度是相对的，所以重力势能也是相对的、高度是相对的，所以重力势能也是相对的例例4；（；（2009学业水平考试真题）学业水平考试真题）例题例题4：（理解重力势能的概念）：（理解重力势能的概念）11物体做自由落体运动的过程中，下列说法物体做自由落
14、体运动的过程中，下列说法正确的是正确的是( )A物体的重力势能越来越小物体的重力势能越来越小B物体的动能越来越小物体的动能越来越小C物体的加速度越来越小物体的加速度越来越小D物体所受重力的瞬时功率越来越小物体所受重力的瞬时功率越来越小A例例5；（；（2010学业水平考试真题）学业水平考试真题）16起重机用起重机用钢绳将重物将重物竖直向上匀速提升，在重直向上匀速提升，在重物匀速上升的物匀速上升的过程中程中( ) A重物的重物的动能逐能逐渐增大增大 B重物的重力重物的重力势能逐能逐渐增大增大 C钢绳对重物的拉力逐重物的拉力逐渐增大增大 D钢绳对重物的拉力的功率逐重物的拉力的功率逐渐增大增大 例题例
15、题5：（理解重力势能的概念）：（理解重力势能的概念）B例例6；（；（2009学业水平考试真题）学业水平考试真题）例题例题6：（会用重力势能公式进行计算）：（会用重力势能公式进行计算）27地面上有地面上有质量量m=2.0103kg的物体，用起重的物体，用起重机将它机将它竖直向上匀加速提升到直向上匀加速提升到h=10m的高的高处，物，物体在体在这段上升段上升过程中，起重机程中，起重机钢绳对它的拉力它的拉力F=2.1104N。取。取g =10m/s2，将物体，将物体视为质点。点。（2）选择地面地面为参考平面，求物体在参考平面，求物体在h=10m处的重力的重力势能能EP。例例7 7 如图如图, ,质量
16、质量1kg1kg的小球的小球, ,从桌面以上从桌面以上h h1 1=1.2m=1.2m的的A A点落到地面的点落到地面的B B点，桌面高点，桌面高h h2 2=0.8m=0.8m请按要求填请按要求填写下表写下表(g=10m/s(g=10m/s2 2) )参考参考平面平面小球在小球在A A点重力点重力势能势能小球在小球在B B点重力点重力势能势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程小下落过程小球重力势能球重力势能变化变化桌面桌面地面地面12J20J-8J0h1h2AB选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重物体的重力势能的数值不同力势能的数值不同18例题例题7：（知道重力势能的
17、相对性，会用重力势能公式进：（知道重力势能的相对性，会用重力势能公式进行计算）行计算）例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h h1 1=1.2m=1.2m的的A A点落到地面的点落到地面的B B点，桌面高点，桌面高h h2 2=0.8m=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表 (g=9.8m/s(g=9.8m/s2 2) )参考参考平面平面小球在小球在A点重力点重力势能势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程小下落过程小球重力势能球重力势能变化变化桌面桌面地面地面12J20J-8J020J20J减
18、少20J减少20Jh1h2AB选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考面的选择无关与参考面的选择无关20第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第第5 5节节 探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式湖南省湖南省2014物理学业水平考试要求：物理学业水平考试要求：1.了解弹性势能的概念；了解弹性势能的概念；2.了解探究弹性势能表达式的过程和所使用的方法；了解探究弹性势能表达式的过程和所使用的方法；一、弹性势能一、弹性势能 发生发生弹性形变弹性形变的物体各部分之间，由于弹力的相的物体各
19、部分之间，由于弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。二、弹性势能的表达式二、弹性势能的表达式（一）弹性势能与（一）弹性势能与形变量形变量有关有关（二）弹性势能与（二）弹性势能与劲度系数劲度系数有关有关 例例1.1. 关于弹性势能，下列说法中正确的是关于弹性势能，下列说法中正确的是( )( )A.A.任何发生性形变的物体都具有弹性势能任何发生性形变的物体都具有弹性势能B.B.任何具有弹性势能的物体，都一定发生了弹性形任何具有弹性势能的物体，都一定发生了弹性形变变C.C.物体只要发生形变就一定有弹性势能物体只要发生形变就一定有弹性势能D.D.弹
20、簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关关B B例题例题1：（了解弹性势能的概念）：（了解弹性势能的概念）1111如如图所示，一所示，一轻质弹簧的左端固定，将右簧的左端固定，将右端从原端从原长位置位置O O点分点分别拉至拉至M M点和点和N N点点时( (均在均在弹性限度内性限度内) )，弹簧的簧的弹力大小分力大小分别为F FM M和和F FN N弹簧簧的的弹性性势能分能分别为E EM M和和E EN N下列关系正确的是下列关系正确的是( )( )A AF FN N=F=FM M B.F B.FN NFFM M C CE EN N=E=EM M D DE EN NEEM
21、 M例例2；（；（2012学业水平考试真题）学业水平考试真题）例题例题2：（了解弹性势能的概念）：（了解弹性势能的概念）B例例3.3.如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F F作用下物作用下物体处于静止状态。当撤去体处于静止状态。当撤去F F后，物体将向右运动，在物后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中，下列说法正确的是体向右运动过程中，下列说法正确的是（ ）A.A.弹簧的弹性势能逐渐减小弹簧的弹性势能逐渐减小B.B.弹簧的弹性势能逐渐增大弹簧的弹性势能逐渐增大C.C.弹簧的弹性势能先增大再减小弹簧的弹性势能先增大再减小D.D.弹簧的弹性势能先减小再增大弹簧的弹性势能先减小再增大B BF FA A例题例题3：（了解弹性势能）：（了解弹性势能）
