【公开课】功率 课件教科版（2019）必修第二册.pptx

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1、知识回顾：一、功的概念一、功的概念：如果一个物体受到如果一个物体受到力的作用力的作用，且物体，且物体在力的方向在力的方向上发生一段位移上发生一段位移，这个力对物体做了功。，这个力对物体做了功。二、功的表达式：二、功的表达式：三、各种三、各种能量的转化能量的转化需要靠做功来实现需要靠做功来实现做功快慢的描述做功快慢的描述在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的建材从地面运到三楼方式一：由搬运工分批搬运,需时2h方式二：用塔式起重机提升,需时8min方式三：用升降机提升,需时1min(1)用不同的方式运送,对建材所做的功是否相同?(2)这三种方式所用的时间不同,做功的快慢如何描述?2、定义：力对

2、物体所做的功定义：力对物体所做的功W与做功所与做功所用的时间用的时间t的比值。的比值。3、公式：公式：4、单位单位:瓦特（瓦特（W）1、物理意义物理意义：功率是表示力对物体做功功率是表示力对物体做功快慢的物理量。快慢的物理量。一、功率一、功率(单位时间做功的多少单位时间做功的多少)区分机械效率5、功率是标量功率是标量 6 6、机械效率机械效率:=7 7、额定功率：指动力机械长时间额定功率：指动力机械长时间正常工作时正常工作时允允许的许的最大输出功率最大输出功率。实际功率：动力机械实际功率：动力机械实际工作实际工作时的时的输出功率输出功率。机械铭牌上标的功率指的是额定功率；机械工作时一般实际功率

3、小于或等于额定功率，不允许长时间大于额定功率。一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率?二、功率二、功率、力、力和速度的关系和速度的关系思考与推理思考与推理思考与推理思考与推理SWFscosPtWPFvcosPtFscosvFv1v2FvF2F1PvFcosPFvcosvtS当当F与与v的夹角为的夹角为时时二、功率二、功率、力、力和速度的关系和速度的关系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

4、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同方同方向时（向时（0），），PFv1 1、求平均功率、求平均功率（v是平均速度）是平均速度）2 2、求瞬时功率、求瞬时功率（v是瞬时速度）是瞬时速度）比较常用比较常用讨论：讨论：分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？然后家人问他:“你在学校学了不少物理知识,能不能分析一下这些开车省油的窍门到底有没有道理?”请帮这名同学分析一下其中的原理例题例题某同学随家人一起出行时,家人告诉他两个开车省

5、油的窍门(1)车越重越耗油,所以要减轻汽车重量,除了必备的应急物品以外,非必要的物品最好不要放在车上(2)汽车启动和行驶过程中尽量不要猛踩油门突然加速(1)设汽车匀速行驶,受力分析如图所示,此时受到的牵引力F与阻力f相等.汽车越重,受到的阻力f越大.由上式可知,若汽车要以同样的速度行驶,需要加大油门以增大功率P,因此耗油增加解解(2)根据牛顿第二定律F=ma,汽车的加速度由功率的计算公式,可得v汽车的功率汽车的功率汽车的功率汽车的功率汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。汽车在行驶的

6、过程中，发动机的最大功率等于额定功率。P=F v汽汽汽汽车车车车功功功功率率率率汽汽汽汽车车车车的的的的牵牵牵牵引引引引力力力力汽汽汽汽车车车车的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时速速速速度度度度 汽车加速运动的情况有两种：汽车加速运动的情况有两种：1、以、以额定功率额定功率P额额启动启动;2、在、在恒定的加速度恒定的加速度启动。启动。以额定功率以额定功率P额额启动启动v瞬时速度瞬时速度瞬时速度瞬时速度V V 牵引力牵引力牵引力牵引力F F 加速度加速度加速度加速度a a FfFfa0a0F=fF=f，a=0a=0V V最大最大最大最大 结论：结论：结论：结论：在额定功率下，在额定功率下，在额定功率下，在

7、额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度当汽车做匀速运动时，速度当汽车做匀速运动时，速度当汽车做匀速运动时，速度最快。最快。最快。最快。v瞬时速度瞬时速度瞬时速度瞬时速度V V 牵引力牵引力牵引力牵引力F F 加速度加速度加速度加速度a a FfFfa0a0F=fF=f，a=0a=0V V最大最大最大最大变加速变加速变加速变加速匀速匀速匀速匀速以额定功率以额定功率P额额启动启动加速度加速度a a一定一定速度速度v vv=at牵引力牵引力不变不变匀加速直线运动匀加速直线运动达到最大达到最大速度速度vm变加速直线运动变加速直线运动功率功率P PPf 以恒定的加速度启动以恒定的加速度启动2、当当F=f时

8、时速度最大速度最大1、先先匀加速匀加速再再变加速变加速最后最后匀速匀速（以恒定的牵引力（以恒定的牵引力F F启动）启动）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 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。做匀速直线运动。vt0vmF阻阻P额额vm第一种情况：汽车以恒定功率启动 第二二种情况：汽车以恒定加速度启动 共同点共同点:当当F牵牵=f阻阻,a=0,汽车做匀速直线运动时汽车做匀速直线运动时,V到达最大值到达最大值,P=P额额vt0vm0t1tvmv训练：如图所示，位于

9、水平面上的物体训练：如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的，在斜向上的恒定拉力作用下，正以恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做匀速直线的速度向右做匀速直线运动。已知运动。已知F的大小为的大小为100N，方向与速度，方向与速度v的夹角为的夹角为37，求：，求：物体向右运动物体向右运动10s的过程中，拉力的过程中，拉力F对它做多少功？对它做多少功？拉力拉力F对物体做功的功率是多大？对物体做功的功率是多大？(sin3700.6，cos3700.8)【答案答案答案答案】W=1600J P=160WW=1600J P=160W 功率功率P=F v cos额定功率和实际功率额定功率和实际功率额定

10、功率和实际功率额定功率和实际功率额定功率：额定功率：额定功率：额定功率：机器正常工作时的最大输出功率，也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。就是机器铭牌上的标称值。实际功率：实际功率：实际功率：实际功率：是指机器工作中实际输出的功率（机是指机器工作中实际输出的功率（机器不一定在额定功率下工作）。器不一定在额定功率下工作）。实际功率总小于实际功率总小于 或等于额定功率。或等于额定功率。生产和生活中常见机械的功率生产和生活中常见机械的功率新能源汽车联合收割机我国自主研制的航空发动机“长江1000A”1.新能源汽车逐步取代燃油车3.在航空航天领域,发动机是航空航天设备的心脏,需要

11、满足功率大、质量小、安全性好等要求是当今世界上研发最困难、结构最复杂的工程机械系统之一2.土壤耕作机械、作物收获机械和农业运输机械等的配套动力设备,其输出功率不断提升,减轻了农业劳动力的负担,显著提高了农业生产的效率1.功率是表示物体做功快慢的物理量2.定义式：3.功率的另一表达式：该式用于求瞬时功率、平均功率该式用于求瞬时功率、平均功率该式一般用于求平均功率该式一般用于求平均功率小小小小 结结结结1.关于功率以下说法中正确的是（）关于功率以下说法中正确的是（）A、据据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大可知，机器做功越多，其功率就越大B、据据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比

12、可知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据据 P=W/t可知，只要知道时间可知，只要知道时间t内机器所做的功，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就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D、根据根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。的牵引力与运动速度成反比。练习练习D2.同一恒力按同样方式施于静止物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平抛面移动相同一段距离时，恒力的功和平均功率分别为w1、p1和w2、p2，则二者的关系是（）A.W1w2、p1p2 BW1=w2、p1p2 D.W1w2、p1p2B分析：3.一

13、质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=T时刻F的功率是（）A B C DC分析：4、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为()A.400W B.300W C.500W D.700WB5 5、质量质量m=3kg的物体，在水平力的物体，在水平力F=6N的作用下，的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：，求：（1）力）力F在在t=3s内内对物体做的对物体做的功功；（2）力）力F在在t

14、=3s内内对物体做功的对物体做功的平均功率平均功率；（3）力）力F在在3s末末对物体做功的对物体做功的瞬时功率瞬时功率。【答案答案答案答案】5454J J，1818WW ，3636WW解解:已知已知m=3kg,F=6N,vm=3kg,F=6N,v0 0=0,t=3s=0,t=3s a=F/m=a=F/m=2m/s2m/s2 2;s=v;s=v0 0t+1/2att+1/2at2 2=9m9m,v,vt t=v=v0 0+at=+at=6m/s6m/s(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P1 1=FV=FVt t=36W=36

15、W6、汽车的质量为2000kg，汽车发动机的额定功率80kw，它在平直公路上行驶时所受的阻力是4000N，（1）汽车保持额定功率从静止启动后达到最大速度是多少？（2）若汽车以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，可维持多长时间？（1）汽车达到最大速度时，汽车做匀速直线运功，所以F=f（2）设匀加速阶段的末速度为vt，牵引力为Ft，所以匀加速运动时间7 7、质量为、质量为2000kg2000kg、额定功率为、额定功率为80kW80kW的汽车，在的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为平直公路上行驶中的最大速度为20m/s.20m/s.若汽车从若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为静止开始做匀

16、加速直线运动，加速度大小为2 2 m/sm/s2 2，运动中的阻力不变求：，运动中的阻力不变求：(1)(1)汽车所受阻力的大小；汽车所受阻力的大小；(2 2)汽车做匀加速运动的时间；汽车做匀加速运动的时间；(3 3)3 s)3 s末汽车的瞬时功率；末汽车的瞬时功率；(4)(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功汽车在匀加速运动中牵引力所做的功(1)(1)以最大速度行驶时以最大速度行驶时,牵引力和阻力大小相等牵引力和阻力大小相等 根据根据P Pe efvfvm m，可得可得f f4000N4000N(3)(3)由于由于3s3s末的速度末的速度v vatat6m/s6m/s 故此时的功率为故此时的功率为P PFvFv4.8104.8104 4 W W(2)(2)设匀加速运动的时间为设匀加速运动的时间为t t，则，则t t时刻的速度为时刻的速度为 v vm m atat，这时汽车的功率为额定功率这时汽车的功率为额定功率,P Pe eFvFvm m 牵引力由牵引力由F Ff fmama得得F F8000N8000N 得得t t5s5s(4)(4)牵引力所做的功牵引力所做的功 W WF Fl l F Fatat2 2/2/28000258000252 2/2J/2J2102105 5J J