人教版物理必修二7.3-功率-课件-(共32张PPT)(精) (2).ppt

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1、人教版物理必修二人教版物理必修二7.3-功率功率-课件件-(共共32张PPT)(精精)思考做功不同，做功不同，时间相同时间相同做功相同，做功相同，时间不同时间不同做功不同，做功不同，时间不同时间不同功率2、单位：在国际单位制中，功率的单位是、单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特瓦特，简称，简称瓦瓦，符号是，符号是W，1W1J/s 技术上常用千瓦（技术上常用千瓦（kW）作为功率的单）作为功率的单位，位，1kW1000W。1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。叫做功率。3、物理意义：反映力对物体、物理意义：反映力对物体做功的快慢做功的快慢。比值法

2、比值法还有哪些学过的还有哪些学过的物理量也是用比物理量也是用比值法定义的？值法定义的？4、功率是、功率是标量标量额定功率、实际功率1 1、额额定定功功率率：是是指指机机器器正正常常工工作作时时的的最最大大输输出功率出功率，也就是机器铭牌上的标称值。，也就是机器铭牌上的标称值。2 2、实实际际功功率率：是是指指机机器器在在工工作作中中实实际际输输出出的的功率功率。3 3、注注意意：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际际功功率率略略大大于于额额定

3、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功率。定功率。说明 在日常生活中，我们经常说某台机器的在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指功率，或某物体做功的功率，实际上是指某某个力个力对物体做功的功率。例如：对物体做功的功率。例如：汽车的功率汽车的功率就是汽车牵引力的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率功率就是钢绳拉力的功率。实例分析某人用同一水平力某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l，第二次使此物体沿粗糙水平面前进

4、距离第二次使此物体沿粗糙水平面前进距离l，若先后两次拉力做的功为若先后两次拉力做的功为W1和和W2，拉力，拉力做功的功率是做功的功率是P1和和P2，则，则A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1P2 C、W1W2，P1P2 D、W1W2，P1=P2思考思考质量为质量为m0.5 kg的物体从高处以水平的初的物体从高处以水平的初速度速度v05 m/s抛出，在抛出，在t2 s内重力对物体内重力对物体做的功为做的功为_这这2 s内重力对物体做内重力对物体做功的平均功率为功的平均功率为_.2 s末，重力对物末，重力对物体做功的瞬时功率为体做功的瞬时功率为_(g取取10 m/s2)平均功率、瞬时功

5、率即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：表示在瞬时功率：表示在某一时刻某一时刻做功的快慢做功的快慢当当 t 很短很短很短很短时，此式表示时，此式表示瞬时功率瞬时功率当当 t 表示一段表示一段时间时，此式时间时，此式表示平均功率表示平均功率功率的另一种表达式WFlcosPtWPFvcosPtFlcosvFv1

6、v2FvF2F1PvFcosPFvcosvtl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对于公式对于公式 P=F v1、当当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？当当F与与v同方向同方向时（时（0），），PFv功率与速度的关系思考思考:为什么汽车上坡时速度要比在平地上为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？

7、行驶的速度小得多呢？当机械发动机的当机械发动机的功率一定功率一定时，牵引力与速时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵度成反比，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。引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。解：解：课本例题由由P=Fv 得得匀速行使时匀速行使时,汽车的牵引力汽车的牵引力F=F阻阻=1800N某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面在水平路面上行使时受到的阻力是上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如果行使

8、如果行使速度只有速度只有54km/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?FP v=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv=54km/h=15m/s以较低的速度行使时以较低的速度行使时,P=Fv=180015W=27kW注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率 质质量量为为m的物体静止在光滑水平面上，的物体静止在光滑水平面上，从从t0时时刻开始受到水平力的作用力的大刻开始受到水平力的作用力的大小小F与与时间时间t的关系如的关系如图图733所示，力的所示，力的方向保持不方向保持不变变，则则补补充充图图733【答案】【答案】B

9、D【方法【方法总结总结】在求解功率在求解功率时应时应注意：注意：(1)首首先先一一定定要要明明确确是是求求哪哪一一个个力力的的功功率率，还还是求合力的功率是求合力的功率(2)若若求求平平均均功功率率，还还需需明明确确是是求求哪哪段段时时间间内的平均功率，一般用公式内的平均功率，一般用公式PW/t来来计计算算(3)若求瞬若求瞬时时功率，需明确是哪一功率，需明确是哪一时时刻或哪刻或哪一位置，再确定一位置，再确定该时该时刻或刻或该该位置的速度，位置的速度，应应用公式用公式PFv，如果，如果F、v不同向，不同向，则则用用PFvcos来来计计算算2 2、定义式：、定义式：小结PtW1 1、物理意义：表示

10、做功快慢的物理量、物理意义：表示做功快慢的物理量3、计算式：、计算式：P=F v cos该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率4 4、单位：在国际单位制中、单位：在国际单位制中 瓦特瓦特 W该式一般用于求该式一般用于求瞬时功率瞬时功率类型类型1 1：机车以恒定功率：机车以恒定功率 P 启动启动补充：机车启动问题PF v发动机的发动机的实际功率实际功率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬机车的瞬时速度时速度当当F=F阻阻时时，a0，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻P加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直

11、线运动变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直匀速直匀速直线运动线运动线运动线运动机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v t 图图机车启动问题一 先做加速度逐渐减小的变加速直线运先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度动，最终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vmF阻阻Pvt0vm (2011年年郑郑州高一州高一检测检测)质质量量为为m5103 kg的汽的汽车车在水平公路上行在水平公路上行驶驶，阻力是，阻力是车车重的重的0.1倍倍让车让车保持保持额额定功率定功率为为60 kW，从，从静止开始行静止开始行驶驶，求，求(g取取10 m/s2)：(1)汽汽车车达到的最大速度达到的最大

12、速度vmax；(2)汽汽车车车车速速v12 m/s时时的加速度的加速度例例1机车以恒定功率启动问题机车以恒定功率启动问题变变式式训训练练1列列车车在在恒恒定定功功率率的的机机车车牵牵引引下下，从从车车站站出出发发沿沿平平直直轨轨道道行行驶驶10 min，速速度度达达到到108 km/h的的最最大大速速度度，那那么么这这段段时时间间内内列列车车行行驶驶的距离的距离()A等于等于18 kmB等于等于9 kmC一定小于一定小于9 kmD一定大于一定大于9 km，小于，小于18 kmD类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启动启动机车启动问题二当当F=F阻阻时时，a0，v达到达到最大

13、最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直匀速直匀速直线运动线运动线运动线运动amFF阻阻FvPF v当当P=P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v t 图图机车启动问题二 先做匀加速直线运动，再做加速度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，最终以速逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度度 做匀速直线运动。做匀速直线

14、运动。vt0vmF阻阻P额额vm例题例题2 2.质量质量4t4t的机车，发动机的最大输出功率为的机车，发动机的最大输出功率为100kW100kW，运动阻力恒为，运动阻力恒为2102103 3N N，试求；，试求；（1 1）当机车由静止开始以）当机车由静止开始以0.5m/s0.5m/s2 2的加速度沿水平轨的加速度沿水平轨道做道做匀加速直线运动匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。达到该最大速度所需的时间。（2 2）若机车）若机车保持额定功率不变保持额定功率不变行驶，能达到的最大行驶，能达到的最大速度以及速度为速度以及速度为10m/s10

15、m/s时机车的加速度。时机车的加速度。解答：（解答：（1 1）机车做匀加速直线运动时，有）机车做匀加速直线运动时，有F-f=maP=FVmVm=at由此可解得由此可解得Vm=25m/s t=50s（2 2）机车行驶时）机车行驶时运动形式不加限制运动形式不加限制而机车输出功率保而机车输出功率保持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做匀速直线运动，此时又有匀速直线运动，此时又有 由此又可解得由此又可解得Vm=50m/s a=2m/s2 课堂训练课堂训练1 1.额定功率为额定功率为80kW80kW的汽车，在水的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可

16、达平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,20m/s,汽车汽车质量为质量为2102103 3kg kg。如果汽车从静止开始做匀加。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达速直线运动，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t t；（3 3）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时 功率功率P P3 3；（4 4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动）汽车在做匀加速直线运动

17、过程中，发动 机所做的功机所做的功WW（2）根据牛顿定律有 F合=ma，F-f=ma F=f+ma动的时间为t，则有（3 3）汽车第）汽车第3 3秒末仍在做匀加速直线运动，则秒末仍在做匀加速直线运动，则（4 4）根据匀变速运动规律，则有）根据匀变速运动规律，则有课堂训练课堂训练2.2.质量为质量为m=4000kgm=4000kg的卡车，额定输出功的卡车，额定输出功率为率为P=60 kWP=60 kW。当它从静止出发沿坡路前进时，每行。当它从静止出发沿坡路前进时，每行驶驶100 m100 m，升高，升高5m5m，所受阻力大小为车重的，所受阻力大小为车重的0.10.1倍，倍，取取g=10 m/sg

18、=10 m/s2 2.试求：试求：(1)(1)卡车能否保持牵引力为卡车能否保持牵引力为8000 N8000 N不变在坡路不变在坡路上行驶？上行驶？(2)(2)卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大？卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大？这时牵引力为多大？这时牵引力为多大？(3)(3)如果卡车用如果卡车用4000 N4000 N牵引力以牵引力以12m/s12m/s的初速度上坡，的初速度上坡，到达坡顶时，速度为到达坡顶时，速度为4 m/s,4 m/s,那么卡车在这一段路程中那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少？平均功率是多少？的最大功率为多少？平均功率是多少？分析分析:汽车能否保持牵引力为

19、汽车能否保持牵引力为8000 N8000 N上坡要考虑两点：第一，牵上坡要考虑两点：第一，牵引力是否大于阻力？第二，汽车若一直加速，其功率是否将超引力是否大于阻力？第二，汽车若一直加速，其功率是否将超过额定功率，依过额定功率，依P=FvP=Fv解。本题考查了汽车牵引力恒定时功率的解。本题考查了汽车牵引力恒定时功率的计算。不少同学在得到计算。不少同学在得到F f+mgsinF f+mgsin后，立即做出结论：汽车后，立即做出结论：汽车可以保持牵引力可以保持牵引力8000 N8000 N不变上坡；而没有考虑到汽车由于加速，不变上坡；而没有考虑到汽车由于加速，速度不断增大，其功率不断增大，如果坡路足

20、够长，这种运动速度不断增大，其功率不断增大，如果坡路足够长，这种运动方式是不允许的。方式是不允许的。解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力F,F,重力重力mgmg4104N4104N，f fkmgkmg4103 N4103 N，支持力，支持力N N，依题意，依题意sinsin5/1005/100。（1 1）汽车上坡时，若）汽车上坡时，若F F8000N,8000N,而而f fmgsinmgsin4103410341041/2041041/206106103 3 N,N,即即F f+mgsin,F f+mgsin,汽车将加速上坡，速度不断增大

21、，其输汽车将加速上坡，速度不断增大，其输出功率出功率P=FvP=Fv也不断增大，长时间后，将也不断增大，长时间后，将超出其额定输出功率，所以，汽车不能超出其额定输出功率，所以，汽车不能保持牵引力为保持牵引力为8000N8000N不变上坡。不变上坡。(2)(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力F=f+F=f+mgsin=610mgsin=6103 3 N N时，汽车加速度为零，速度增大到时，汽车加速度为零，速度增大到最大，设为最大，设为v vmm，则，则P PFvFv（f fmgsinmgsin）vvmm；F=f+mgsin=610F=f+mgsin=6103 3 N N（3 3）若牵引力）若牵引力F=4000NF=4000N，汽车上坡时，速度不断减小，汽车上坡时，速度不断减小，所以最初的功率即为最大，所以最初的功率即为最大，P=Fv=400012w=4810P=Fv=400012w=48103 3ww。整个过程中平均功率。整个过程中平均功率为为=3210=32103 3WW谢谢