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第3节 功 率,复习：,一、功的概念： 如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向上发生一段位移，这个力对物体做了功。 二、功的表达式： 三、各种能量的转化需要靠做功来实现,一台拖拉机一天能耕地约20亩,一头牛一天能耕地五亩,谁做的功快?,一部收割机一天能收割数十亩水稻,一个农民一天能收割一亩水稻,谁做的功快?,谁做的功快?,农民挑水,抽水机抽水,（2）公式：,（3）单位：,（4）物理意义:,瓦特（W）,（1）定义：一个力所做的功与完成这些所用时间的比值。,一、功率,(单位时间做功的多少),表示物体做功快慢的物理量,小资料,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?,思考与推理,二、功率和速度的关系,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,讨论：,分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？,三、平均功率和瞬时功率,1、求平均功率,（v是平均速度）,2、求瞬时功率,（v是瞬时速度）,比较常用,例题：如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做匀速直线运动。已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37，求： 物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？ 拉力F对物体做功的功率是多大？ (sin3700.6，cos3700.8),【答案】W=1600J P= 160W,功率 P = F v cos,1.关于功率以下说法中正确的是（ ） A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大 B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C、据 P=W/t可知，只要知道时间t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 D、根据 P=Fv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。,练习,D,2.一质量为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 D,C,分析：,3、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求： （1）力F在t=3s内对物体做的功； （2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率； （3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。,【答案】54J，18W ，36W,解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3s a=F/m=2m/s2;s=v0t+1/2at2=9m,vt=v0+at=6m/s (1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P1=FVt=36W,4、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方30m高处开始做自由落体运动。（g取10m/s2) （1）前2s内重力对物体做功的功率是多大？ （2）第2s末重力对物体做功的功率是多大？,100W,200W,解:已知m=1.0kg g= 10m/s2 (1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J, 所以:前2S内重力对物体做功的功率为: P=WG/t=100W (2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s 公式P=FV可知: P=FV=mgVt=200W,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,该式一般用于求平均功率,小 结,额定功率和实际功率,额定功率：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。 实际功率：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）。 实际功率总小于 或等于额定功率。,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。,P = Fv,汽车功率,汽车的牵引力,汽车的瞬时速度,汽车加速运动的情况有两种： 1、以额定功率P额启动; 2、在恒定的牵引力F作用下启动。,以额定功率P额启动,瞬时速度 V,牵引力 F,加速度 a ,Ff a0,F=f，a=0 V最大,结论：在额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度最快。,瞬时速度 V,牵引力 F,加速度 a ,Ff a0,F=f，a=0 V最大,变加速,匀速,以额定功率P额启动,3、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ） A、列车做匀加速直线运动 B、列车的速度和加速度均不断增加 C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动,例：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，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: 汽车所能达到的最大速度是多大？ 当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 当汽车的速度为6m/s时加速度多大？,12m/s,4m/s,1m/s2,1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。,2、达到最大速度时，a=0,注意：发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。,汽车的两种运动状态,2、火车在运行中保持额定功率2500kw，火车的总质量是1000t，所受阻力恒定为156000N， （1）火车的加速度是1m/s2，速度是多大？ （2）火车的速度是时12m/s，加速度是多少？ （3）火车的最大速度是多少？,1、卡车在水平公路上行驶，发动机的输出功率为66 kW，卡车所受阻力随行驶速度而增大，在这个输出功率下卡车以最大速度行驶时的阻力为3.0103N。求此最大速度。,【答案】vm= 22 m/s,2m/s,0.05m/s2,16m/s,Ff,以恒定的牵引力F启动,2、当F=f时速度最大,1、先匀加速再变加速最后匀速,以恒定a启动的,匀加,变加,匀速,第一种情况：汽车以恒定功率启动,第二种情况：汽车以恒定加速度启动,共同点：当F牵=f阻，a=0，汽车做匀速直线运动时，V到达最大值，P=P额。,例2：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，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。,（1）汽车保持额定功率不变从静止启动后，汽车所能达到的最大速度是多大？ 当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 当汽车的速度为6m/s时加速度多大？ （2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？,F=7500N,v=8m/s,t=16s,
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