73功率（上课用）

,单击此处编辑母版文本样式,基础知识研读,深层互动探究,金榜冲关必备,达标对点演练,3,功率,2,知道平均功率和瞬时功率的含义，能根据,P,F,v,进行分析和计算,3,了解额定功率和实际功率，能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系,.,1.,定义：,_,跟,_,的比值叫做功率,2,定义式：,P,_.,3,单位：,在国际单位制中，功率的单位是,_,，简称,_,，符号是,_.,1W,_J/s,1kW,_ W.,4,物理意义：,是表示,_,的物理量,功率,功,W,完成这些功所用时间,t,瓦特,瓦,W,1,10,3,做功快慢,思考,1,：,功率大，做功一定多吗？,提示：,功率与做功多少没有必然联系，功率大，做功不一定多，但做功一定快,1,下列关于功率的说法，正确的是,(,),A,力对物体做的功越多，功率就越大,B,做功时间短的机械，功率大,C,完成相同的功，用的时间越长，功率越大,D,功率大的机械在单位时间内做的功会更多,解析,功率与做功多少没有必然的联系，选项,A,、,B,错误；完成相同的功，用时越长，功率越小，选项,C,错误；故选,D.,答案,D,额定功率与实际功率,比较,项目,概念,定义,特点,联系,额定功率,发动机正常条件下长时间工作时的最大,_,不同机械额定功率可能,_,，但同一机械额定功率,_,为了机械的安全,P,额,_,P,实,实际功率,发动机,_,时的输出功率,同一机械实际功率随工作情况而变,输出功率,不同,不变,实际工作,思考,2,：各种机械铭牌上所标功率是额定功率，还是实际功率？,提示：,额定功率,2.,以下关于功率的说法中，正确的是,(,),A,动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率,B,额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率,C,在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率,D,在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率,答案,ACD,1.,功率与速度关系式,P,_,(,F,与,v,方向相同,),2,推导,功率与速度,F,v,3,应用,由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率,P,一定时，牵引力,F,与速度,v,成,_,，要增大牵引力，就要,_,速度,反比,减小,3.,下列关于功率的说法中正确的是,(,),答案,D,【,典例,1】,质量为,m,2 kg,的物体从距地面,45 m,的高处自由下落，在,t,2 s,的时间内重力的功率为多少？在,2 s,末重力做功的功率等于多少？在,4 s,末重力做功的功率又为多少？,答案,192.1 W,384.2 W,0,求解功率时应该注意的问题,(1),首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率,【,跟踪,1】,质量,m,5 kg,的物体，在水平力,F,10 N,的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：,(1),力,F,在,t,2 s,内对物体所做的功；,(2),力,F,在,t,2 s,内对物体所做功的平均功率；,(3),在,2 s,末力,F,对物体做功的瞬时功率,解析,物体在水平力,F,的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求出加速度,答案,(1)40 J,(2)20 W,(3)40 W,对公式,P,F,v,的几点认识,(1),由于公式,W,Fl,适用于力,F,与位移,l,同方向的情况，故,P,F,v,也适用于力,F,和速度,v,同方向的情况,(2),当力,F,和速度,v,不在同一直线上时，可以将力,F,分解为沿,v,方向的分力,F,1,和垂直于,v,方向的分力,F,2,，,F,2,不做功，其功率为,0,，,F,1,的功率即为,F,的功率；或者分解速度，用,F,乘以沿,F,方向上的分速度来求故功率的一般表达式为,P,F,v,cos,，,是,F,、,v,之间的夹角,对公式,P,F,v,的进一步认识,【,典例,2】,(2012,江苏,),如图,7,3,1,所示，细线的一端固定于,O,点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由,A,点运动到,B,点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是,(,),A,逐渐增大,B,逐渐减小,C,先增大，后减小,D,先减小，后增大,图,7,3,1,审题技巧,解答本题时应把握以下两点：,(1),小球在竖直平面内做匀速圆周运动，则小球在切线方向受力平衡,(2),小球从,A,点运动到,B,点的过程中，速率不变，水平拉力变化，水平拉力与速度的夹角变大,解析,小球以恒定速率在竖直平面内由,A,点运动到,B,点过程中，小球在切线方向受力平衡，对小球进行受力分析，如图所示，在切线方向上，有,F,cos,mg,sin,，故拉力的瞬时功率,P,F,v,cos,mg,v,sin,，小球从,A,运动到,B,的过程中，,逐渐变大，故,P,逐渐变大，选项,A,正确,答案,A,对公式,P,F,v,的理解,【,跟踪,2】,汽车上坡的时候，司机必须换档，其目的是,(,),A,减小速度，得到较小的牵引力,B,增大速度，得到较小的牵引力,C,减小速度，得到较大的牵引力,D,增大速度，得到较大的牵引力,解析,由,P,F,v,可知，,P,一定时，,v,减小，则,F,增大，故选项,C,正确,答案,C,疑难突破,3,机车的两种启动方式,1.,恒定功率启动,(1),启动过程中各量的变化及运动性质,图,7,3,2,2,恒定牵引力启动,(1),启动过程中各量的变化及运动性质,图,7,3,3,典例剖析,【,典例,】,一辆质量为,2.010,3,kg,的汽车以额定功率,P,0,6.010,4,W,在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车的速度为,v,1,20 m/s,，加速度为,a,1,0.50 m/s,2,，求,(,g,取,10 m/s,2,),：,(1),汽车所能达到的最大速度,v,m,是多大？,(2),若汽车从静止开始做匀加速直线运动,(,不是额定功率行驶,),，加速度大小为,a,2,1.0 m/s,2,，则这一过程能维持多长时间？,(2),汽车由静止启动后，随着速度的增大，牵引力的功率逐渐变大，当功率达到额定功率时，机车达到匀加速直线运动所能达到的最大速度,v,2,，设此过程中机车的牵引力为,F,2,，由牛顿第二定律得,F,2,F,阻,ma,2,又,P,0,F,2,v,2,v,2,a,2,t,联立解得,v,2,15 m/s,，,t,15 s.,答案,(1)30 m/s,(2)15 s,【,审题技巧,】,【,我来冲关,】,一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数：,规格：车型,26,电动自行车，,整车质量,30 kg,，最大载量,120 kg,，,后轮驱动直流永磁体电机：,额定输出功率,120 W,额定电压,40 V,，额定电流,3.5 A(,即输入电动机的功率为,403.5 W,140 W),质量为,m,70 kg,的人骑此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人的总重的,k,0.02,倍，,g,取,10 m/s,2,，求：,(1),此车的电机在额定功率下正常工作时的效率；,(2),仅让电动机在额定功率提供动力的情况下，人骑自行车匀速行驶的速度；,(3),仅让电机在额定功率提供动力的情况下，当车速为,v,1,1.0 m/s,时，人骑车的加速度大小,答案,(1)85.7%,(2)6 m/s,(3)1 m/s,2,【,状元微博,】,机车启动过程的分析步骤,(1),正确分析其物理过程，明确是哪种启动方式,(2),抓住两个基本公式：功率公式,P,F,v,(,P,是机车的实际功率，,F,是机车的牵引力，,v,是机车的速度,),；牛顿第二定律，即,F,F,f,ma,.,(3),正确分析各个物理量在各个过程中的变化情况,.,一、对功率的理解,1,关于功率，下列各种说法中正确的是,(,),A,功率大说明物体做功多,B,功率小说明物体做功慢,C,单位时间内做功越多，其功率越大,D,由,P,F,v,可知，机车运动速度越大，功率一定越大,解析,功率是描述力做功快慢的物理量，单位时间内力做的功就是功率；只有当,F,一定时，功率,P,才与速度,v,成正比,答案,BC,2,放在水平面上的物体在拉力,F,作用下做匀速直线运动，先后通过,A,、,B,两点，在这个过程中,(,),A,物体的运动速度越大，力,F,做功越多,B,不论物体的运动速度多大，力,F,做功不变,C,物体的运动速度越大，力,F,做功的功率越大,D,物体的运动速度越大，力,F,做功的功率不变,解析,求做功用,W,Fl,，故不论速度多大，,F,做功不变，故,A,错，,B,对；物体运动速度越大，通过相等位移所用时间越短，功率就越大故,C,对，,D,错,答案,BC,二、功率的计算,3,如图,7,3,4,所示，在光滑的水平面上放着一个质量为,10 kg,的木箱，拉力,F,与水平方向成,60,角，,F,2 N,木箱从静止开始运动，,4 s,末拉力的瞬时功率为,(,),A,0.2 W,B,0.4 W,C,0.8 W,D,1.6 W,图,7,3,4,答案,B,4,一台起重机匀加速地将质量为,1.010,3,kg,的货物竖直吊起，在,2 s,末货物的速度,v,4.0 m/s,，取,g,10 m/s,2,，不计阻力，求：,(1),起重机在这,2 s,内的平均输出功率；,(2),起重机在,2 s,末的瞬时输出功率,答案,(1)210,4,W,(2)4.810,4,W,三、机车的启动问题,5,汽车的质量为,410,3,kg,，额定功率为,30 kW,，运动中阻力大小恒为车重的,0.1,倍汽车在水平路面上从静止开始以,810,3,N,的牵引力出发，求：,(,g,10 m/s,2,),(1),经过多长时间汽车达到额定功率？,(2),汽车达到额定功率后保持功率不变，最大速度多大？,(3),汽车加速度为,0.6 m/s,2,时速度多大？,答案,(1),汽车经过,3.75 s,达到额定功率；,(2),最大速度为,7.5 m/s,；,(3),汽车加速度为,0.6 m/s,2,时速度为,4.7 m/s.,