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第七节 功率,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,二,一,三,一、功率 1.定义:单位时间内做功的多少.用符号P表示. 2.公式: 3.单位:国际单位制中功率的单位是瓦特,简称瓦,符号:W. 4.物理意义:功率是表示做功快慢的物理量. 预习交流1 功率越大,做功一定越多吗? 答案:功率大表示做功快,不一定做功多,因为做功的多少还与时间长短有关.,目标导航,二,一,预习导引,三,二、功率的计算 1.一个力对物体做功的功率,等于这个力与受力物体的速度的乘积,即P=Fv. 2.物理学中把物体在一段时间内做功的功率的平均值叫平均功率,计算公式 .物理学中把物体在某一时刻做功的功率叫瞬时功率.,目标导航,一,预习导引,二,三,三、功率与能量 1.功率表示能量转化或转移的快慢. 2.额定功率和实际功率 每一种机械都有一个长时间工作的最大允许功率,这个功率叫机械的额定功率,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.实际功率总是小于或等于额定功率. 预习交流2 “多拉快跑”是许多司机的一贯做法,这样做增大了交通安全的危险系数,另外从发动机寿命的角度考虑会有什么影响? 答案:发动机的实际功率大于额定功率,也就是人们常说的“小马拉大车”,会减少发动机的使用寿命.,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,思考探究,一、功率,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,思考探究,2.公式P=Fv中三个量的制约关系,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,思考探究,3.两种常见的错误观点 有些同学根据P=Fv得出“当P一定时,v0,F;或者F0,v”,即“额定功率一定时,瞬时速度趋近于0,牵引力就趋近于无穷大;或牵引力趋近于0,瞬时速度就趋近于无穷大”.这种认识对吗?说明理由. 上述看法显然不对. 从P=Fv可知,当机械的功率一定时,需要用较大的力做功,就必须降低速度.但是,任何机器的作用力都不可能无限制增大,因为它受到了机器结构、运转条件等的限制,超过某一限度,作用力与速度成反比的规律就不成立了,因此任何机器都存在着一个最大作用力. 另一方面,当机械的功率一定时,要高速运转则作用力就要减小.但是,任何机器工作时都要受到摩擦力的作用,因此机器工作产生的作用力就不可能小于这个摩擦力,所以任何机器还存在着一个最大速率的限制.,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,如图所示,用水平力F推动物体,让物体在水平桌面上以速度v做匀速直线运动,则力F对物体做功的功率是多少? 答案:因为力的方向与物体位移的方向相同,所以F做功为W=Fs.由功率的公式 所以推力对物体做功的功率为P=Fv.,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,【例1】 一台起重机从静止起匀加速地将质量m=1.0103 kg的货物竖直吊起,在2 s末货物的速度v=4.0 m/s.求起重机在这2 s内的平均输出功率及2 s末的瞬时功率.(g取10 m/s2) 解析:货物运动的加速度,根据牛顿第二定律,F-mg=ma, 起重机的拉力 F=mg+ma=1.0103(10+2) N=1.2104 N 货物上升的位移,拉力做的功W=Fs=1.21044 J=4.8104 J,2 s末的瞬时功率 P=Fv=1.21044.0 W=4.8104 W. 答案:2.4104 W 4.8104 W,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,1.(2015海南单科)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( ) A.4倍 B.2倍 答案:D 解析:因阻力的大小正比于速率,即f=kv,当摩托艇匀速运动时,速度达到最大,则P=fv,所以,P=kv2.由此可知,功率P变为原来的2倍时,最大速率变为原来的 倍,故D正确.,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,2.(2015浙江理综)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105 N;弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( ) A.弹射器的推力大小为1.1106 N B.弹射器对舰载机所做的功为1.1108 J C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 W D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2 答案:ABD,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,二、机车的两种启动方式 1.两种启动方式的过程分析,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,【例2】 汽车发动机的功率为140 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡角为0.25(sin =0.25)的长直公路上时,如图所示.所受摩擦阻力为车重的 (g取10 m/s2),问: (1)汽车所能达到的最大速度vmax是多少? (2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间? (3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,解析:(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成, 即f=kmg+mgsin =4 000 N+10 000 N=14 000 N 又因为当F=f时,P=fvmax,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,(3)由W=Fs可得汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为W=Fs=16 40060.78 J=9.97105 J. 答案:(1)10 m/s (2)14.23 s (3)9.97105 J,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,1.(2015全国理综)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( ),答案:A,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,2.一汽车额定功率为100 kW,质量为1.0104 kg,设阻力恒定,阻力f=kmg,k=0.1. (1)若汽车保持恒定功率运动,求运动的最大速度. (2)若汽车以加速度a=0.5 m/s2做匀加速运动,求其匀加速运动的最长时间. (3)若保持额定功率运动,当汽车速度为5 m/s时,运动的加速度是多大? 答案:(1)10 m/s (2)13.4 s (3)1 m/s2,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,
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