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1、第三第三节节功率功率第七章机械能守恒定律第七章机械能守恒定律学学习习目目标标1.理理解解功功率率的的概概念念，知知道道平平均均功功率率和和瞬瞬时时功功率率2.掌掌握握平平均均功功率率和和瞬瞬时时功功率率的的计计算算方方法法3.知知道道机机械械的的额额定定功率和功率和实际实际功率的区功率的区别别第七章机械能守恒定律第七章机械能守恒定律一、功率一、功率(阅读阅读教材教材P60)1定定义义：功功W与完成与完成这这些功所用些功所用时间时间t的的_3单单位：位：国国际单际单位制中，功率的位制中，功率的单单位位为为_，简简称称_，符号是符号是W.1 W1 J/s,1 kW103 W.4额额定功率和定功率和
2、实际实际功率功率(1)额额定功率：定功率：动动力机械可以力机械可以_工作的最大工作的最大输输出功率出功率(2)实际实际功率：机械工作功率：机械工作时时_的功率的功率比比值值瓦特瓦特瓦瓦长时间长时间实际输实际输出出拓展延伸拓展延伸(解疑解疑难难)1功功率率反反映映的的是是做做功功的的快快慢慢，而而不不是是做做功功的的多多少少功功率率大大，说说明做功快，但做功不一定多明做功快，但做功不一定多2由由于于功功有有正正有有负负，相相应应的的功功率率也也有有正正有有负负，功功率率的的正正负负不不表表示示大大小小，只只表表示示做做功功的的性性质质，即即动动力力的的功功率率为为正正，阻阻力力的的功率功率为负为
3、负计计算算时时不不带带符号，只符号，只计计算算绝对值绝对值3实实际际功功率率一一般般小小于于额额定定功功率率，但但在在特特殊殊情情况况下下，可可以以使使实实际际功率在短功率在短时间时间内大于内大于额额定功率定功率1.(1)力力对对物体做功越多，功率越大物体做功越多，功率越大()(2)做功做功时间时间越短，功率越大越短，功率越大()(3)完成相同的功，用完成相同的功，用时时越短功率越小越短功率越小()二、功率与速度二、功率与速度(阅读阅读教材教材P61P62)1功率与速度关系式：功率与速度关系式：P_ (F与与v方向相同方向相同)2推推导导FvFlFv拓展延伸拓展延伸(解疑解疑难难)1当当F与与
4、v夹角为夹角为时，时，PFvcos .2PFv中三个量的制约关系中三个量的制约关系定定值值各量各量间间的的关系关系应应用用P一一定定v一一定定F一一定定F与与v成反成反比比汽汽车车上坡上坡时时，要增大，要增大牵牵引力，引力，应换应换低速低速挡挡减小速度减小速度F与与P成正成正比比汽汽车车上坡上坡时时，要使速度不，要使速度不变变，应应加大油加大油门门，增大，增大输输出功率，出功率，获获得得较较大大牵牵引力引力v与与P成正成正比比汽汽车车在高速路上，加大油在高速路上，加大油门门增大增大输输出功出功率，可以提高速度率，可以提高速度2.在在越越野野比比赛赛中中，汽汽车车爬爬坡坡时时，常常常常换换用用低
5、低速速挡挡，这这是是为为什什么？么？提提示示：由由PFv可可知知，汽汽车车在在上上坡坡时时需需要要更更大大的的牵牵引引力力，而而发动发动机的机的额额定功率是一定的，定功率是一定的，换换用低速用低速挡挡的目的是减小速的目的是减小速度，从而增大度，从而增大牵牵引力引力定定义义公式公式平均功平均功率率瞬瞬时时功功率率平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率在一段在一段时间时间内或某一内或某一过过程中程中做功的快慢做功的快慢P或或PF物体在某一物体在某一时时刻或某一位置刻或某一位置时时做功的快慢做功的快慢PFv，v为为某某时时刻的速度刻的速度 (自自选选例例题题，启迪思，启迪思维维)答案答案(1)48 J
6、(2)24 W(3)48 W2. (2015长春高一检测长春高一检测)从空中以从空中以40 m/s的初速度平抛一重为的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取落地，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，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为()A300 WB400 WC500 W D700 W解解析析物物体体落落地地瞬瞬间间vygt30 m/s，所所以以PGGvy300 W，故故A正确正确AA故机车达到最大速度时故机车达到最大速度时a0，FFf，PFvmFfvm，这一启，这一启动过程的动过程的vt图象如图所示图
7、象如图所示机车以恒定功率启动的过程分析机车以恒定功率启动的过程分析特特别别提提醒醒：(1)PFv中中，P为为机机车车牵牵引引力力的的功功率率，而而非非合合力力的的功率功率(2)机机车车运运动动的的极极限限速速度度是是其其匀匀速速运运动动的的速速度度，即即此此时时机机车车所所受合力受合力为为零零 (自自选选例例题题，启迪思，启迪思维维)1. (2015莆莆田田一一中中高高一一检检测测)质质量量为为m5103 kg的的汽汽车车在在水水平平公公路路上上行行驶驶，阻阻力力是是车车重重的的0.1倍倍让让车车保保持持额额定定功功率率为为60 kW，从静止开始行，从静止开始行驶驶，求，求(g取取10 m/s
8、2)：(1)汽汽车车达到的最大速度达到的最大速度vm；(2)汽汽车车车车速速v12 m/s时时的加速度大小的加速度大小答案答案(1)12 m/s(2)5 m/s2BC机车以恒定加速度启动的过程分析机车以恒定加速度启动的过程分析特特别别提提醒醒：机机车车以以恒恒定定加加速速度度启启动动时时，匀匀加加速速结结束束时时的的速速度度并未达到最大速度并未达到最大速度vm.1.一一辆辆重重5 t的的汽汽车车，发发动动机机的的额额定定功功率率为为80 kW.汽汽车车从从静静止止开开始始以以加加速速度度a1 m/s2做做匀匀加加速速直直线线运运动动，车车受受的的阻阻力力为为车车重的重的0.06倍倍(g取取10
9、 m/s2)求：求：(1)汽汽车车做匀加速直做匀加速直线线运运动动的最的最长时间长时间；(2)汽汽车车开始运开始运动动后，后，5 s末和末和15 s末的瞬末的瞬时时功率功率思路探究思路探究功率最大功率最大时时匀加速匀加速过过程程结结束，此束，此时时P额额Fv0，应应用用v0at0求求时间时间；瞬；瞬时时功率用功率用P额额Fv进进行求解行求解 (自自选选例例题题，启迪思，启迪思维维)答案答案(1)10 s(2)40 kW80 kW2.汽车的发动机的额定输出功率为汽车的发动机的额定输出功率为P1，它在水平路面上行驶时，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定汽车在水平路面上由静止开始运动受到的摩
10、擦阻力大小恒定汽车在水平路面上由静止开始运动,直到车速达到最大速度直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率，汽车发动机的输出功率P随时间变随时间变化的图象如图所示若在化的图象如图所示若在0t1时间内，汽车发动机的牵引力是时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力恒定的，则汽车受到的合力F合合随时间变化的图象可能是下图中随时间变化的图象可能是下图中的的()D解解析析0t1时时间间内内牵牵引引力力是是恒恒定定的的，故故合合力力也也是是恒恒定定的的；输输出出功功率率在在增增大大，当当达达到到额额定定功功率率后后，速速度度逐逐渐渐增增大大，牵牵引引力力逐逐渐渐减减小小，一一直直到到等等
11、于于摩摩擦擦力力，故故合合力力也也一一直直减减小小直直到到等等于零于零3.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速内做匀加速直线运动，直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图象如图所示，已知汽车的质量为图象如图所示，已知汽车的质量为m2103 kg，汽车受，汽车受到地面的阻力为车重的到地面的阻力为车重的0.1倍，倍，g取取10 m/s2，则，则( )A汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为4103 NB汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为6103 NC汽车的额定功
12、率为汽车的额定功率为60 kWD汽车的最大速度为汽车的最大速度为30 m/sBCD范例范例(2015福州高一福州高一检测检测)在一次在一次举举重比重比赛赛中，一名运中，一名运动员动员在抓在抓举举比比赛时赛时，将，将质质量量为为127.5 kg的杠的杠铃举铃举起起历时约历时约2 s，该该运运动员动员在在举举起杠起杠铃过铃过程中的平均功率程中的平均功率为为() A几十瓦左右几十瓦左右B一千瓦左右一千瓦左右C几十千瓦左右几十千瓦左右 D几百千瓦左右几百千瓦左右B感感悟悟提提升升(1)估估算算题题主主要要不不在在“数数”而而在在“理理”，不不追追求求数据精确而追求方法正确数据精确而追求方法正确(2)解
13、决解决实际问题实际问题的关的关键键是明确物理情景，建立物理模型是明确物理情景，建立物理模型(3)与与实实际际联联系系的的估估算算题题，给给出出的的已已知知数数据据表表面面上上很很少少，这这就就要要求求挖挖掘掘隐隐含含条条件件，利利用用日日常常积积累累的的物物理理常常识识性性数数据据或或数数量量级级或者物理常数或者物理常数进进行行计计算算课课外活外活动时动时，王磊同学在，王磊同学在40 s的的时间时间内做了内做了25个引体向上，王个引体向上，王磊同学的体重大磊同学的体重大约为约为50 kg，每次引体向上大，每次引体向上大约约升高升高0.5 m，试试估算王磊同学克服重力做功的功率大估算王磊同学克服重力做功的功率大约为约为()A100 W B150 WC200 W D250 WB
