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高一物理多媒体通用课件第3节功率鲁科版必修2

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  • 上传时间:2024-09-19
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    • 1、高一物理多媒体课件:第3节功率鲁科版必修2121.1.知道功率的物理意义,定义式。知道功率的物理意义,定义式。2.2.理理解解功功率率的的导导出出式式P=FvP=Fv的的物物理理意意义义,并并能能利利用用两两个个公公式进行计算。式进行计算。3.3.理理解解平平均均功功率率和和瞬瞬时时功功率率的的物物理理意意义义并并能能利利用用公公式式进进行计算。行计算。34 比比较较上上述述两两种种情情况况下下,做做相相同同的的功功,挖挖掘掘机机用用时时要要少少一一些些。或或者者说说在在相相同同的的时时间间内内,挖挖掘掘机机做做的的功多些。功多些。 可可见见,做做功功的的快快慢慢不不仅仅与与做做功功的的多多少少有有关关,还还与与做这些功所耗费的时间有关。做这些功所耗费的时间有关。5一、功率的含义一、功率的含义1.1.功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值,功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值, 叫做功率。叫做功率。2.2.功率的公式:功率的公式:P=P=3.3.功率的物理意义:表示物体做功快慢的物理量。功率的物理意义:表示物体做功快慢的物理量。6功率是标量,表示做功过程中能量转化的快慢。功率是标

      2、量,表示做功过程中能量转化的快慢。功率的单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称功率的单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是瓦,符号是W W,1W1W1J/s1J/s技术上常用千瓦(技术上常用千瓦(kWkW)作为功率的单位,)作为功率的单位,1kW1kW1000W1000W。7例例1.1.关于功率,下列说法中正确的是(关于功率,下列说法中正确的是( )A A、功率是说明做功多少的物理量、功率是说明做功多少的物理量B B、功率是说明力做功快慢的物理量、功率是说明力做功快慢的物理量C C、做功时间越长,功率一定越小、做功时间越长,功率一定越小D D、力做功越多,功率一定越大、力做功越多,功率一定越大B B81.1.某某人人用用同同一一水水平平力力F F先先后后两两次次拉拉同同一一物物体体,第第一一次次使使此此物物体体沿沿光光滑滑水水平平面面前前进进s s距距离离,第第二二次次使使此此物物体体沿沿粗粗糙糙水水平平面面也也前前进进s s距距离离,若若先先后后两两次次拉拉力力做做的的功功为为W W1 1和和W W2 2,拉拉力力做功的功率是做功的功率是P P1 1和和P P2

      3、 2,则,则( )( )A.WA.W1 1=W=W2 2,P P1 1=P=P2 2 B.W B.W1 1=W=W2 2,P P1 1P P2 2 C.WC.W1 1W W2 2,P P1 1P P2 2 D.W D.W1 1W W2 2,P P1 1=P=P2 2B B92.2.一一台台抽抽水水机机每每秒秒能能把把30kg30kg的的水水抽抽到到10m10m高高的的水水塔塔上上,不不计计额额外外功功的的损损失失,这这台台抽抽水水机机输输出出的的功功率率是是多多大大?如如果果保持这一输出功率,半小时内能做多少功?保持这一输出功率,半小时内能做多少功?解解:m=30 kg h=10 m t=1800 s:m=30 kg h=10 m t=1800 s由功由功W=W=mgh mgh 得得W=30W=30101010J=310J=310103 3 J J这台抽水机的输出功率为这台抽水机的输出功率为由由P=W/t P=W/t 得得 P P=3=310103 3 /1 W=3 /1 W=310103 3 W W它半小时能做功它半小时能做功W=Pt=3W=Pt=310103 31800J=5.41

      4、800J=5.410106 6J J10二、功率与力、速度的关系二、功率与力、速度的关系Fv v 用水平力用水平力F F推物体,让物体以速度推物体,让物体以速度v v做匀速直线运动,做匀速直线运动,力力F F对物体做功的功率是多少呢?对物体做功的功率是多少呢?W=FSW=FSP=P=v=S/tv=S/tP=Fv11如如果果F F与与v v成成任任意意角角度度,那那么么功功率率与与力力、速速度度的的关关系系又又会怎样呢?会怎样呢?scosscosv vvcosvcos12三、额定功率和实际功率三、额定功率和实际功率1 1额额定定功功率率:是是指指机机器器长长时时间间工工作作时时的的最最大大允允许许功功率率,也就是机器铭牌上的标称值,这个功率叫做额定功率。也就是机器铭牌上的标称值,这个功率叫做额定功率。132.2.实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率。实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率。3.3.机机器器不不一一定定在在额额定定功功率率下下工工作作,机机器器正正常常工工作作时时实实际际功功率率总总是是小小于于或或等等于于额额定定功功率率,机机器器只只能能在在短短暂暂时时间间内内实实

      5、际际功功率率略略大大于于额额定定功功率率,但但不不允允许许长长时时间间超超过过额额定定功功率。率。14说说明明: :在在日日常常生生活活中中,我我们们经经常常说说某某台台机机器器的的功功率率,或或某某物物体体做做功功的的功功率率,实实际际上上是是指指某某个个力力对对物物体体做做功功的的功功率率。例例如如:汽汽车车的的功功率率就就是是汽汽车车牵牵引引力力的的功功率率,起起重重机机吊吊起起货货物物的的功功率率就就是是钢绳拉力的功率。钢绳拉力的功率。15四、平均功率和瞬时功率四、平均功率和瞬时功率在在长长跑跑中中,人人做做功功的功率是变化的的功率是变化的16即即使使是是同同一一个个力力做做功功,做做功功的的功功率率也也可可能能是是变变化化的的,在在一一段段时时间间内内力力对对物物体体做做功功的的功功率率,实实际际上上是是这这段段时时间间内内力力对对物体做功的平均值,即平均功率。物体做功的平均值,即平均功率。171.1.平均功率:平均功率:物物体体在在一一段段时时间间内内做做功功的的功功率率的的平平均均值值称称为为平平均均功功率率。描描述述在在一一段段时时间间内内做做功功的的平平均快慢均快慢

      6、,通常用,通常用P=W/tP=W/t来表示来表示2.2.瞬时功率:瞬时功率:物物体体在在某某一一时时刻刻的的功功率率叫叫做做瞬瞬时时功功率率。表表示示在在某某一一时时刻刻做做功功的的快快慢慢 ,用用P=FvP=Fv表表述述,v v是瞬时速度。是瞬时速度。18例例2.2.一一物物体体自自某某一一高高度度处处做做自自由由落落体体运运动动,经经5s5s落落地地,其其质量为质量为m=2kgm=2kg,问:,问:(1 1)在)在5s5s内重力的平均功率为多大?内重力的平均功率为多大?(2 2)在)在4s4s末,重力的瞬时功率为多少?末,重力的瞬时功率为多少?解析解析: :(1)(1)物体做自由落体运动,由物体做自由落体运动,由h= gth= gt2 2得得h= h= 10105 52 2m=125mm=125m根据做功公式根据做功公式 W=Fs W=Fs 得得W=mgh=2500JW=mgh=2500J由由P=W/t P=W/t 得平均功率得平均功率P=500WP=500W(2)(2)由由v=gt v=gt 得得4s4s末的速度末的速度 v=40m/sv=40m/s由瞬时功率由瞬时功率P=FvP

      7、=Fv得得P=mgv=20P=mgv=2040W=800W40W=800W19例例3.3.某某型型号号汽汽车车发发动动机机的的额额定定功功率率为为60kW60kW,在在水水平平路路面面上上行行驶驶时时受受到到的的阻阻力力是是1800N1800N,求求发发动动机机在在额额定定功功率率下下汽汽车车匀匀速速行行驶驶的的速速度度。在在同同样样的的阻阻力力下下,如如果果行行驶驶速速度度只只有有54km/h54km/h,发动机输出的实际功率是多少?,发动机输出的实际功率是多少?解解 : :知知 P= P= 6 610104 4W W, F F阻阻=1800N=1800N, v= v= 54km/h=15m/s, 54km/h=15m/s, 汽车匀速行驶时汽车匀速行驶时, ,有有F F牵牵=F=F阻阻(1)(1)由公式由公式 P=Fv P=Fv 得得v=P/Fv=P/F阻阻=33.3m/s=120km/h=33.3m/s=120km/h(2)(2)当以较低的速度行驶时,当以较低的速度行驶时,v=54km/h=15m/sv=54km/h=15m/sP=Fv=27kW P=Fv=27kW 20五、汽车两

      8、种启动方式的讨论五、汽车两种启动方式的讨论1.1.功率功率P P恒定恒定由由P=FvP=Fv可知,可知,v v增大,增大,F F减小减小, ,由由F-f=maF-f=ma知,知,a a减小,减小,v v增增加的慢了但仍继续增加,加的慢了但仍继续增加,F F减小,减小,a a进一步减小,当进一步减小,当a=0a=0时,即时,即F=fF=f时,速度达到最大时,速度达到最大v vm m2.2.加速度加速度a a恒定恒定由由F-f=maF-f=ma知知,F,F恒定,根据恒定,根据P=FvP=Fv,v v逐渐增大,则逐渐增大,则P P逐渐增大,逐渐增大,当达到额定功率时,当达到额定功率时,P P不能再增大,匀加速阶段结束。再不能再增大,匀加速阶段结束。再往后,往后,v v继续增大,继续增大,P P不变,不变,F F减小,减小,a a开始减小,直到开始减小,直到a=0a=0时,时,F=fF=f,速度达到最大,速度达到最大v vm m21汽汽车车上上坡坡的的时时候候,司司机机常常用用换换挡挡的的方方法法来来减减小小速速度,为什么呢度,为什么呢? ?22例例4.4.按按额额定定功功率率行行驶驶的的汽汽

      9、车车,所所受受地地面面的的阻阻力力保保持持不不变变,则则( )( )A A汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大B B汽车可以做匀加速运动汽车可以做匀加速运动C C汽车加速行驶时,加速度逐渐减小,速度逐渐增大汽车加速行驶时,加速度逐渐减小,速度逐渐增大D D汽车达到最大速度时,所受合力为零汽车达到最大速度时,所受合力为零CDCD233.3.下列关于汽车运动的论述,不正确的是下列关于汽车运动的论述,不正确的是( )( )A.A.汽汽车车以以额额定定功功率率启启动动后后做做变变加加速速运运动动,速速度度、加加速速度度均均逐渐增大逐渐增大B.B.汽汽车车以以额额定定功功率率启启动动后后做做变变加加速速运运动动,速速度度逐逐渐渐增增大大;加速度逐渐减小,加速度为加速度逐渐减小,加速度为0 0时,速度最大时,速度最大C.C.汽汽车车匀匀速速行行驶驶时时最最大大允允许许速速度度受受发发动动机机额额定定功功率率限限制制,要提高最大允许速度,必须增大发动机的额定功率要提高最大允许速度,必须增大发动机的额定功率D.D.汽汽车车在在水水平平路路面面上上以以额额定定功功率率

      10、P P行行驶驶,则则当当牵牵引引力力F F与与阻阻力力f f平衡时,汽车的最大速度平衡时,汽车的最大速度v vm m=P/f=P/fA A244.4.额定功率为额定功率为80kW80kW的汽车,在水平长直公路上行驶时最的汽车,在水平长直公路上行驶时最大速度可达大速度可达20m/s,20m/s,汽车质量为汽车质量为2 210103 3kgkg。如果汽车从静止。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度可达开始做匀加速直线运动,加速度可达2m/s2m/s2 2。设运动过程。设运动过程中阻力大小不变,试求:中阻力大小不变,试求:(1 1)汽车运动时所受阻力)汽车运动时所受阻力f f;(2 2)汽车匀加速运动过程可持续的时间)汽车匀加速运动过程可持续的时间tt;(3 3)汽车启动后,发动机在第三秒末的瞬时功率)汽车启动后,发动机在第三秒末的瞬时功率P P3 3。25解解:(:(1 1)当)当F=fF=f时,时,a=0 a=0 由由P=Fv=f vP=Fv=f vm m所以所以f=Pf=P额额 /v/vm m =4 =4 10103 3 N N(2)(2)根据牛顿运动定律根据牛顿运动定律F-f=

      11、maF-f=ma得得F=f+ma=8 F=f+ma=8 10103 3 N N设汽车刚达到额定功率时速度为设汽车刚达到额定功率时速度为v vm m汽车匀加速运动的时间为汽车匀加速运动的时间为t t 由由P P额额=Fv=Fvm m 得得 v vm m =10m/s =10m/sv vm m=at=at t t=5s=5s(3)(3)汽车第汽车第3s3s末仍在做匀加速运动末仍在做匀加速运动则则v v3 3=at=at3 3=2=23m/s=6m/s3m/s=6m/sP P3 3=Fv=Fv3 3=4.8 =4.8 10104 4W W26功率是功率是反映力对物体做功快慢反映力对物体做功快慢的物理量。的物理量。功与完成这些功所用时间的比叫做功与完成这些功所用时间的比叫做功率功率。即即 功率功率= =功功/ /所用时间所用时间定义式:定义式:P=W/tP=W/t功率单位:瓦特功率单位:瓦特(W)(W)换算关系换算关系: 1W=11W=1 J/SJ/S27平均功率:平均功率: =F=F v v ( 是表示在某一段时间内输出是表示在某一段时间内输出的功率)的功率) P=W/t=FP=W/t=Fs/t s/t 也是也是表示平均功率。表示平均功率。瞬时功率:瞬时功率:P=FP=Fv v ( 是表示在某一时刻所输出的功率)是表示在某一时刻所输出的功率)v v表示瞬时速度。表示瞬时速度。额定功率:额定功率:是机器在正常工作情况下的最大输出功率。是机器在正常工作情况下的最大输出功率。

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