1-3-功率解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1章 功和功率,第3节 功率,龙海一中物理组 洪益军,必修二,做功不同，时间一样,做功一样，时间不同,如何来比较做功的快慢呢?,思考,2、,单位：,瓦特,，简称,瓦,，符号是,W,，,1W,1J/s,1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。,3,、物理意义：反映力对物体,做功的快慢,。,P,t,W,比值法,还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的？,4,、功率是,标量,技术上常用千瓦kW作为功率的单位，1kW1000W。,一、功率,二、额定功率、实际功率,1、额定功率：是指机器正常条件下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器重要的性能指标，一个动力机器的额定功率是确定的。,2、实际功率：是指机器在工作中实际输出功率。实际功率一般小于额定功率，也可以等于额定功率称满负荷运行，但一般不能大于额定功率，否则会损坏机器。,问题：长跑运发动能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程？人做功过快，会产生什么后果？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？,华晨宝马：170kw,2.在日常生活中，我们常常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。,1.机器不愿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，机器只能在短临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。,说明：,三、平均功率、瞬时功率,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,瞬时功率：,表示在,某一时刻,做功的快慢,P,t,W,当,t,很短很短时，此式表示瞬时功率,当,t,表示一段时间时，此式表示平均功率,四、功率的另一种表达式,W,FScos,P,t,W,P,Fvcos,P,t,FScos,v,t,S,P,F,v,cos,假设v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率,假设 v表示平均速度，则P 表示平均功率,当,F,与,v,同方向时,（,=,0,），,P,Fv,1、关于P=Fv的争论,1为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般比空载时小得多？,分析：当功率P确定时，F、v成反比。,2汽车从平路到上坡，假设要保持速度不变，为什么必需加大油门呢？,分析：当速度v确定时，P、F成正比。,3起重机吊同一物体匀速上升，速度越大，起重机输出功率越大。,分析：当力F确定时，P、v成正比。,类型,1,：机车以恒定功率,P,启动,2、机车启动问题,P,F v,发动机的实际功率,发动机的牵引力,机车的瞬时速度,当F=f阻时，,a0，v到达最大,保持,v,m,匀速,v,F,v,P,a,m,Ff,阻,v,m,F,阻,P,加速度渐渐减小的变加速直线运动,匀速直线运动,v,m,机车以恒定功率启动的,v t,图,先做加速度渐渐减小的变加速直线运动，最终以速度,做匀速直线运动。,v,m,f,阻,P,v,t,0,F=,f,阻,在以恒定功率启动的过程中，汽车的运动具有以下特点：,汽车在启动过程中先做加速度不断变小的加速运动，同时牵引力变小，当牵引力等于阻力时，汽车开头以最大做匀速直线运动,汽车厂在启动过程中的功率始终等于汽车的额定功率,汽车的牵引力和阻力f阻始终满牛顿其次定律,f阻,汽车的牵引力和瞬时速度始终满足,恒,在启动过程完毕时，由于牵引力和阻力平衡，此时有,额f阻,类型,2,：机车以恒定加速度,a,启动,当F=f阻时，,a0，v到达最大,保持,v,m,匀速,F,v,P,额,a,m,Ff,阻,v,v,m,F,阻,P,额,加速度逐渐减小的变加速直线运动,匀速直线运动,a,m,FF,阻,F,v,P,F,v,当P=P额时，保持P额连续加速,匀加速直线运动,机车以恒定加速度启动的,v t,图,先做匀加速直线运动，再做加速度渐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,v,t,0,v,m,f,阻,P,额,v,m,P,额,=P,实,F=,f,阻,机车以恒定的加速度a启动过程特点：,汽车启动过程经受了三个阶段：一是匀加速直线运,动状态，二是变加速直线运动状态，最终做匀速直线运动,汽车在匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时,，汽车做匀加直线运动所能维持的时间,/,汽车做匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时功率Pt=FVtP额,汽车在匀加速直线运动阶段完毕时,实际功率Pt=P额=FV1m.,汽车在变加速直线运动阶段功率恒为额定功率，,进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡,有Pt=P额=F阻Vm.,解：,例题,由,P,=,Fv,得,匀速行使时,汽车的牵引力,F,=,F,阻,=,1800N,某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,假设行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?,F,P,v,=,1800,60000,=m/s=33.3m/s=120km/h,v=54km/h=15m/s,以较低的速度行使时,P,=,Fv,=,1800,15W=27kW,留意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率,练习,1.关于功率，以下说法中正确的选项是 ,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，功率确定小,D、力做功越多，功率确定大,B,2.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距离l，其次次使此物体沿粗糙水平也前进距离l，假设先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则 ,A、W1=W2，P1=P2,B、W1=W2，P1P2,C、W1W2，P1P2,D、W1W2，P1=P2,B,3.质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下,在光滑平面上从静止开头运动，运动时间t=3s.求：,a力F在t=3s内对物体所做的功?,(b)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率?,(c)在3s末,力F对物体所做的功的瞬时功率?,解：a=F/m=2m/s,2,t=3s内物体的位移:,S=1/2at,2,=9(m),3s 末的速度:V=at=6(m/s),a W=FS=54(J);,(b)P=W/t=18(W);,(c)P=Fv=36(w).,F,F,N,mg,4.按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则 ,A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大,B汽车可以做匀加速运动,C汽车加速行驶时，加速度渐渐减小，速度渐渐增大,D汽车到达最大速度时，所受合力为零,CD,5.质量为2t的汽车，发动机的牵引功率为30kw，在水平大路上，能到达的最大速度为15m/s，则当汽车的速度为10m/s时的加速度为 ,A、0.5m/s2 B、1m/s2,C、1.5m/s2 D、2m/s2,A,2、定义式：,P,t,W,1、物理意义：表示做功快慢的物理量,3,、计算式：,P,=,F v cos,该式一般用于求,平均功率,4、单位：在国际单位制中 瓦特,W,该式用于求,瞬时功率、平均功率,功率小结：,机车启动问题小结1、机车以恒定功率启动状况：P确定，速度V变大，加速度a变小，当 a=0，V最大，机车匀速运动，这时牵引力，而Vm=P额/f阻。2、机车以恒定加速度a启动状况:a确定时,F也确定,P随V增大而增大,当P到达额定功率P额后,F、a将开头减小,但速度还要增大,直到a=0,V到达最大Vm=P额/f.,补充汽车发动机的额定功率为60KW,汽车的质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力为,5000N.,(1)汽车保持额定功率不变从静止启动后,汽车所能到达的最大速度是多大?,当汽车的速度为6m/S时,加速度多大?,(2)假设汽车从静止开头,保持以0.5m/S2的,加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长的时间?,作业：,P15 4、6,