高中物理 第七章 机械能守恒定律 第三节 功率课件 新人教版必修2.ppt

第三节功率 第七章机械能守恒定律 学习目标 1 理解功率的概念 知道平均功率和瞬时功率 2 掌握平均功率和瞬时功率的计算方法 3 知道机械的额定功率和实际功率的区别 第七章机械能守恒定律 一 功率 阅读教材P60 1 定义 功W与完成这些功所用时间t的 3 单位 国际单位制中 功率的单位为 简称 符号是W 1W 1J s 1kW 103W 4 额定功率和实际功率 1 额定功率 动力机械可以 工作的最大输出功率 2 实际功率 机械工作时 的功率 比值 瓦特 瓦 长时间 实际输出 拓展延伸 解疑难 1 功率反映的是做功的快慢 而不是做功的多少 功率大 说明做功快 但做功不一定多 2 由于功有正有负 相应的功率也有正有负 功率的正负不表示大小 只表示做功的性质 即动力的功率为正 阻力的功率为负 计算时不带符号 只计算绝对值 3 实际功率一般小于额定功率 但在特殊情况下 可以使实际功率在短时间内大于额定功率 1 1 力对物体做功越多 功率越大 2 做功时间越短 功率越大 3 完成相同的功 用时越短功率越小 二 功率与速度 阅读教材P61 P62 1 功率与速度关系式 P F与v方向相同 2 推导 Fv Fl Fv 拓展延伸 解疑难 1 当F与v夹角为 时 P Fvcos 2 P Fv中三个量的制约关系 F与v成反比 汽车上坡时 要增大牵引力 应换低速挡减小速度 F与P成正比 汽车上坡时 要使速度不变 应加大油门 增大输出功率 获得较大牵引力 v与P成正比 汽车在高速路上 加大油门增大输出功率 可以提高速度 2 在越野比赛中 汽车爬坡时 常常换用低速挡 这是为什么 提示 由P Fv可知 汽车在上坡时需要更大的牵引力 而发动机的额定功率是一定的 换用低速挡的目的是减小速度 从而增大牵引力 平均功率和瞬时功率 在一段时间内或某一过程中做功的快慢 P 或P F 物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢 P Fv v为某时刻的速度 自选例题 启迪思维 答案 1 48J 2 24W 3 48W 2 2015 长春高一检测 从空中以40m s的初速度平抛一重为10N的物体 物体在空中运动3s落地 不计空气阻力 取g 10m s2 则物体落地前瞬间 重力的瞬时功率为 A 300WB 400WC 500WD 700W 解析 物体落地瞬间vy gt 30m s 所以PG Gvy 300W 故A正确 A A 故机车达到最大速度时a 0 F Ff P Fvm Ffvm 这一启动过程的v t图象如图所示 机车以恒定功率启动的过程分析 特别提醒 1 P Fv中 P为机车牵引力的功率 而非合力的功率 2 机车运动的极限速度是其匀速运动的速度 即此时机车所受合力为零 自选例题 启迪思维 1 2015 莆田一中高一检测 质量为m 5 103kg的汽车在水平公路上行驶 阻力是车重的0 1倍 让车保持额定功率为60kW 从静止开始行驶 求 g取10m s2 1 汽车达到的最大速度vm 2 汽车车速v1 2m s时的加速度大小 答案 1 12m s 2 5m s2 B C 机车以恒定加速度启动的过程分析 特别提醒 机车以恒定加速度启动时 匀加速结束时的速度并未达到最大速度vm 1 一辆重5t的汽车 发动机的额定功率为80kW 汽车从静止开始以加速度a 1m s2做匀加速直线运动 车受的阻力为车重的0 06倍 g取10m s2 求 1 汽车做匀加速直线运动的最长时间 2 汽车开始运动后 5s末和15s末的瞬时功率 思路探究 功率最大时匀加速过程结束 此时P额 Fv0 应用v0 at0求时间 瞬时功率用P额 Fv进行求解 自选例题 启迪思维 答案 1 10s 2 40kW80kW 2 汽车的发动机的额定输出功率为P1 它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定 汽车在水平路面上由静止开始运动 直到车速达到最大速度vm 汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示 若在0 t1时间内 汽车发动机的牵引力是恒定的 则汽车受到的合力F合随时间变化的图象可能是下图中的 D 解析 0 t1时间内牵引力是恒定的 故合力也是恒定的 输出功率在增大 当达到额定功率后 速度逐渐增大 牵引力逐渐减小 一直到等于摩擦力 故合力也一直减小直到等于零 3 一辆小汽车在水平路面上由静止启动 在前5s内做匀加速直线运动 5s末达到额定功率 之后保持额定功率运动 其v t图象如图所示 已知汽车的质量为m 2 103kg 汽车受到地面的阻力为车重的0 1倍 g取10m s2 则 A 汽车在前5s内的牵引力为4 103NB 汽车在前5s内的牵引力为6 103NC 汽车的额定功率为60kWD 汽车的最大速度为30m s BCD 范例 2015 福州高一检测 在一次举重比赛中 一名运动员在抓举比赛时 将质量为127 5kg的杠铃举起历时约2s 该运动员在举起杠铃过程中的平均功率为 A 几十瓦左右B 一千瓦左右C 几十千瓦左右D 几百千瓦左右 B 感悟提升 1 估算题主要不在 数 而在 理 不追求数据精确而追求方法正确 2 解决实际问题的关键是明确物理情景 建立物理模型 3 与实际联系的估算题 给出的已知数据表面上很少 这就要求挖掘隐含条件 利用日常积累的物理常识性数据或数量级或者物理常数进行计算 课外活动时 王磊同学在40s的时间内做了25个引体向上 王磊同学的体重大约为50kg 每次引体向上大约升高0 5m 试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为 A 100WB 150WC 200WD 250W B