高中物理新课标人教版教学课件：第7章3 功率 40页

3 功率 1.理解功率的概念，知道功率的物理意义。 2.知道计算功率的公式及功率的单位 。 3.会用功率的公式解决有关的简单的实际问题。 法一：做功相同，时间不同 思考：如何比较做功的快慢？ 法二：做功不同，时间相同 思考：做功不同，时间不同，如何比较？ 一、功率 1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。 3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦， 符号是W，1W＝1J/s.常用单位还有千瓦（kW），1kW＝ 1000W． 4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。 5.功率是标量。 2.公式：WP t  二、功率与速度 1.推导  coscos Fvt Fl t WP  2.各量的含义 ①式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则 F指牵引力。 ②式中v为物体的运动速度 ③式中α为F与v的夹角 v F α V1 V2 F α v F2 F1 P＝(Fcosα)v P＝F(vcosα) 3.对P＝Fvcosα的理解 4.讨论当作用力方向与运动方向一致时，公式P=Fv ①当P一定时，F和v有什么关系？ F与v成反比 ②当F一定时，P和v有什么关系？ P与v成正比 ③当v一定时，F和P有什么关系？ F与P成正比 思考1:为什么汽车上坡时的速度要 比在平地上行驶时的速度小得多呢？ 当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所 以可以通过减小速度来增大牵引力，也可以通过减小牵引 力来提高速度。 汽车上坡 汽车爬坡大赛 最牛的汽车 思考2.为什么同样一辆机动车，满载时的行驶速度一般比 空载时小得多？ 当机械发动机的功率一定时，速度与牵引力成反比， 满载时的牵引力大于空载时的牵引力，所以满载时的速度 比空载时的速度小得多。 加大油门就是增大发动机的功率,当油门加到最大时, 发动机的功率也达到最大。 三、平均功率与瞬时功率 1.平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢。 计算： cosvFPt WP  或 2.瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢。 计算： 代入瞬时速度，即得瞬时功率。cosFvP  注：平均功率：对应一段时间或一个过程； 瞬时功率：对应一个时刻或一个位置。 3.理解 ①F与v同向时， =0°（此情况较多）cos =1, vFt WP  FvP  平均功率： 瞬时功率： ②当t很短时， 表示瞬时功率。 t WP    四、额定功率和实际功率 1.额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也 就是机器铭牌上的标称值． 3.机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时，实际功 率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内实际功率 略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率工作。 2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 常见的功率 常见的功率 三峡发电将首次达到设计的额定功率 世界单机功率最大的电力机车在大同下线 世界上功率最大的拖拉机 P=P额不变 F2=P额/vm=f a=0 v=vm P=P额不变 v F=P额/v a=(F-f)/m 变加速运动 匀速运动 fff F F2F1 A B C vA= 0 vC= vm 1.汽车以恒定功率启动 FN G f 五、机车的两种启动方式 注：机车以恒定功率启动的v-t图象如下所示： 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以最大 速度做匀速直线运动。 vm＝ f P额 v t0 vm 变加速运动匀加速运动 匀速运动 fff F F2F1 A B vB= P额/FvA=0 vC=vm 汽车先做匀加速运动，再做变加速运动，最后做匀速运动。 a=(F1-f)/m 不变 v=at ↑ P=F1v ↑ P=P额不变 v↑ F=P额/v　↓ a=(F-f)/m　↓ P=P额不变 F2=P额/vm=f a=0 v= vm 2.汽车以恒定加速度启动 C v t0 vm 注：机车以恒定加速度启动的v－t图象如下所示: 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的 变加速直线运动，最终以最大速度 做匀 速直线运动。 vm＝ f P 额 B1.关于功率，下列说法中正确的是（　　 ） A.功率是说明做功多少的物理量 B.功率是说明力做功快慢的物理量 C.做功时间越长，功率一定小 D.力做功越多，功率一定大 2.关于功率，以下说法中正确的是（ 　） A.据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大 B.据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C.据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可 以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率 D.根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与 运动速度成反比 D 3.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物 体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水平面 也前进s距离，若两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功 的功率分别是P1和P2，则( ) A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1＞P2 C.W1＞W2，P1＞P2 D.W1＞W2，P1=P2 B 4. 在高处的同一点将三个质量相同的小球以大小相等的初速 度v0分别上抛、平抛、下抛，则 (　　 ) A.从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同 B.从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的功率相同 C.三个小球落地时，重力的瞬时功率相同 D.三个小球落地时的速度相同 A 5.下列关于汽车运动的论述，不正确的是( ) A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均 逐渐增大 B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大， 加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大 C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率的限制， 要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率 D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，当牵引力F与阻力f 平衡时，汽车的最大速度vm=P/f A 6.质量ｍ＝3kg的物体，在水平力F＝6Ｎ的作用下，在光 滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3s，求： （1）力F在t＝3s内对物体所做的功. （2）力F在t＝3s内对物体所做功的平均功率. （3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率. (1)根据牛顿第二定律F=ma；可得物体的加速度 22 /2/3 6 smsmm Fa  2 21 1 2 3 92 2L at m m     6 9 54W FL J J    54 183 Wp W Wt    物体在3s内的位移 力F在3s内对物体所做的功 （2）力F在3s内对物体所做功的平均功率 （3）3s末的速度 smsmatv /6/32  在3s末力F对物体做功的瞬时功率 6 6 36P Fv W W    【解析】 7.质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力 恒为车重的0.05倍。 （1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度? （2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速 度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间 (g=10m/s2) （1）∵m=5000kg, P=9.0×104 W f=kmg=0.05×5000×10=2.5×103N ∵Pm=fvm ∴vm=Pm／f =9.0×104／2.5×103 m/s=36 m/s v t0 1v mv 1t a 2t 【解析】 根据牛顿第二定律有: F–f=ma F=f+ma=4.5×103N 匀加速运动完毕时有:P=Pm ∵Pm=Fv ∴v=Pm／F=9.0×104 ／4.5×103m/s=20m/s （2）汽车做匀加速直线运动完毕时,功率达到最大输 出功率,即额定功率 ∵v=at ∴t=v／a=50s 错误解法:vm=at t=vm／a=90s 1.功率是表示物体做功快慢的物理量。 2.一组概念辨析：平均功率、瞬时功率、额定功率、实 际功率等。 2.功率的单位有W、kW，1 kW=1000W。 3.功率的求解公式有：P=W/t P = Fvcosα。 4.公式P=Fv的应用如机车的启动问题。