高中物理 第七章 第三节《功率》课件 新人教版必修2

第七章第七章 第三节第三节 功率功率起重机起重机编号编号被吊物体被吊物体 重力重力运动情况运动情况所用所用时间时间拉力做功拉力做功A2103N4m/s匀速上升匀速上升4s3.2104JB4103N3m/s匀速上升匀速上升4s4.8104JC1.6104N2m/s匀速上升匀速上升1s3.2104J起重机起重机编号编号被吊物体被吊物体 重力重力运动情况运动情况所用所用时间时间拉力做功拉力做功A2103N4m/s匀速上升匀速上升4s3.2104JB4103N3m/s匀速上升匀速上升4s4.8104JC1.6104N2m/s匀速上升匀速上升1s3.2104J力对物体做功快慢的比较力对物体做功快慢的比较1. 定义：定义：单位时间内完成的功叫功率单位时间内完成的功叫功率一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量2. 功率的表达式功率的表达式:1. 定义：定义：单位时间内完成的功叫功率单位时间内完成的功叫功率一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量tWP 时间时间功功功率功率 2. 功率的表达式功率的表达式:3. 功率的单位：功率的单位：瓦特瓦特 简称：简称：（W） 常用单位：千瓦（常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（）、兆瓦（MW） 换算：换算：1kw1000W 1MW106W1. 定义：定义：单位时间内完成的功叫功率单位时间内完成的功叫功率一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量tWP 时间时间功功功率功率 2. 功率的表达式功率的表达式:3. 功率的单位：功率的单位：瓦特瓦特 简称：简称：（W） 常用单位：千瓦（常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（）、兆瓦（MW） 换算：换算：1kw1000W 1MW106W1. 定义：定义：单位时间内完成的功叫功率单位时间内完成的功叫功率一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量一、功率是表示力对物体做功的快慢的物理量tWP 时间时间功功功率功率 4. 功率是标量功率是标量1. 推导过程：推导过程：二、功率与力、速度的关二、功率与力、速度的关系系W=Fl 1. 推导过程：推导过程：二、功率与力、速度的关二、功率与力、速度的关系系FvtFltWP tlv W=Fl 力（力（F）单位）单位 ：牛顿（牛顿（N）速度（速度（v）单位：）单位：米米 / 秒（秒（m/s）功率（功率（P）单位：）单位：瓦（瓦（W）1. 推导过程：推导过程：二、功率与力、速度的关二、功率与力、速度的关系系2. 单位说明：单位说明：FvtFltWP tlv 三、平均功率与瞬时功率三、平均功率与瞬时功率三、平均功率与瞬时功率三、平均功率与瞬时功率1. P=W/t，P指平均功率指平均功率为平均速度为平均速度vFvP , 2. 瞬时功率：瞬时功率：某一时刻的功率某一时刻的功率 定义式：定义式：P= W/ t，t0为瞬时速度为瞬时速度vFvP , 【例例1 1】质量质量m=3kg的物体，在水的物体，在水平力平力F=6N的作用下，在光滑水平面上的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间从静止开始运动，运动时间t=3s，求：，求：力力F在在3s内对物体所做功的功率和内对物体所做功的功率和3s末末的功率。的功率。四、额定功率与实际功率四、额定功率与实际功率1. 额定功率：额定功率：指机器正常工作时的最大输指机器正常工作时的最大输 出功率，也就是机器铭牌上出功率，也就是机器铭牌上 的标称值。的标称值。四、额定功率与实际功率四、额定功率与实际功率1. 额定功率：额定功率：指机器正常工作时的最大输指机器正常工作时的最大输 出功率，也就是机器铭牌上出功率，也就是机器铭牌上 的标称值。的标称值。2. 实际功率：实际功率：指机器工作中实际输出的功指机器工作中实际输出的功 率。率。四、额定功率与实际功率四、额定功率与实际功率1. 额定功率：额定功率：指机器正常工作时的最大输指机器正常工作时的最大输 出功率，也就是机器铭牌上出功率，也就是机器铭牌上 的标称值。的标称值。2. 实际功率：实际功率：指机器工作中实际输出的功指机器工作中实际输出的功 率。率。机器不一定都在额定功率下工作。实际机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。果大于额定功率容易将机器损坏。(1)对机车来说，公式中的对机车来说，公式中的F是牵引力是牵引力还是合力？还是合力？(2)汽车在上坡时为什么要换挡减速？汽车在上坡时为什么要换挡减速？(3)汽车等交通工具在功率恒定下启动汽车等交通工具在功率恒定下启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？样变化的？1. 汽车发动机的功率是汽车发动机的功率是指指牵引力牵引力的功的功率而不是指合外力或阻力的功率。率而不是指合外力或阻力的功率。2. 发动机的额定功率指的是正常工作发动机的额定功率指的是正常工作时的功率（最大输出功率），实际输出功时的功率（最大输出功率），实际输出功率可在零和额定值之间取值。率可在零和额定值之间取值。PF v牵引力的功率牵引力的功率发动机的牵引力发动机的牵引力瞬时速度瞬时速度注意：注意：讨论：功率与速度讨论：功率与速度（以汽车为例）（以汽车为例）1. 若若P一定，则一定，则F与与v成反比。成反比。 2. 若若v一定，则一定，则P与与F成正比。成正比。 3. 若若F一定，则一定，则P与与v成正比。成正比。讨论：功率与速度讨论：功率与速度（以汽车为例）（以汽车为例）1. 若若P一定，则一定，则F与与v成反比。成反比。 为增大为增大F，要减小，要减小v2. 若若v一定，则一定，则P与与F成正比。成正比。 为增大为增大F，要增大，要增大P3. 若若F一定，则一定，则P与与v成正比。成正比。 为增大为增大v，要增大，要增大P关于汽车的启动问题关于汽车的启动问题F牵牵F阻阻mgFN两种方式两种方式以恒定功率启动以恒定功率启动以恒定加速度启动以恒定加速度启动Pt图图和和vt图图O O3机车启动过程的分析步骤机车启动过程的分析步骤(1)分析物理过程，明确是哪种启动方式分析物理过程，明确是哪种启动方式(2)抓住两个基本公式：抓住两个基本公式：功率公式功率公式PF v ；牛顿第二牛顿第二定律，即定律，即FF阻阻ma.4机车启动过程中几个物理量的求法机车启动过程中几个物理量的求法【例例2】在水平路面上运动的汽车的额定功率为在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：倍，求：(g取取10 m/s2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；汽车在运动过程中所能达到的最大速度；(2)若汽车以若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？动，这一过程能维持多长时间？(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为度为2 m/s2时，速度多大？时，速度多大？答案答案(1)10 m/s(2)13.3 s(3)3.3 m/s针对训练针对训练2一辆质量为一辆质量为2.0103 kg的汽车以额定功率的汽车以额定功率P06.0104 W在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，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在某时刻汽车的速度为v 120 m/s，加速度为，加速度为a10.50 m/s2，求，求(g取取10 m/s2)：(1)汽车所能达到的最大速度汽车所能达到的最大速度v m是多大？是多大？(2)若汽车从静止开始做匀加速直线运动若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行不是额定功率行驶驶)，加速度大小为，加速度大小为a21.0 m/s2，则这一过程能维持多长，则这一过程能维持多长时间？时间？答案答案(1)30 m/s(2)15 s解析解析(1)汽车以额定功率汽车以额定功率P0行驶，速度为行驶，速度为v 1时，有时，有F1F阻阻ma1 P0F1 v 1 将数据代入将数据代入，中，解得，中，解得F阻阻2.0103 N， v m30 m/s.(2)汽车由静止启动后，随着速度的增大，牵引力的功率逐渐汽车由静止启动后，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能达到的最大速度v 2，设此过程中机车的牵引力为，设此过程中机车的牵引力为F2，由牛，由牛顿第二定律得顿第二定律得F2F阻阻ma2 又又P0F2 v 2 v 2a2t 联立解得联立解得v 215 m/s，t15 s.答案答案AC