功与功率能量守恒.ppt

功与功率,在力和运动方向一致的时候,P=W/T （在运动状态一致的时候这里的功率P是平均功率，也可以视为每一点的功率；当运动状态不一致时候，即有时候加速有时候减速，这情况这里的功率P只能表示平均功率） P=FV=FS （这公式适用于恒定合外力F的情况下，P表示的是瞬时功率，即在速度为V那点的瞬时功率） 如果方向上有夹角的话，在乘以适当的角度余弦正弦把F V S 弄成同向来解,【例1】质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力作用，由静止开始运动，运动了5s。求5s内拉力对物体所做的功是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉力的瞬时功率各是多少？ （g=10m/s2） 解题：合外力F=24-2*10=4N （处于恒定合外力情况，此时可以用W=FS） 有 S=at2/2 a=F/m 即可以求出S W 平均功率要用P=W/t 瞬时功率P=FVt Vt表示末点速度 需要用到Vt=at （从问题入手写出和问题有关的公式，容纳后看公式里面哪一个未知再写出求未知量的公式，一步一步推上去）,【例2】如图所示，质量为m的物体，沿长L，倾角为的光滑斜面，自顶端由静止滑到L/2处，重力做功的瞬时功率为多少？物体滑到底端时，重力做功的瞬时功率为多少？ 解：问题是重力做功瞬时功率，则它的公式 是P=FVt=mgVt 公式里面V未知，求V要用到公式 L/2= （Vt2-V02）/（2a）=Vt2/（2a） 又出现a未知，解a的公式可以是 a=F/m F在题目上就相当于重力在斜面上的分力了 这时从这个公式向上解就可以得出P了 滑到底端一样方法,L/2,【例4】质量为m的物体，距地面高度为h，以初速度0水平抛出，求： （1）物体落地时，重力的瞬时功率； （2）从抛出到落地，重力的平均功率。 （1）平抛情况水平是匀速，竖直方向是自由落体 由问题列在草稿纸上列公式p=mgv（v是落地点的合速度） 则只要求出末点的合速度就可以 水平速度为V0 竖直方向用公式h= （Vt2-V02）/（2g） = Vt2/（2g）解出Vt 合速度即为它们两个的斜边 （2）平均功率是p=w/t 时间t由公式 Vt=gt 得出,0,五、探究机车以恒定功率启动(阻力f不变),开始v很小.,由PFv，P一定、v很小可知，F很大；,由Ff=ma、f与m不变可知，F很大，a很大。,由PFv、P一定，v可知F；,由a=（Ff）/m、f、m一定、F可知a.,v.,当F减小到Fminf 时， a（Ff）/m0， 速度达到最大。由FFv得，vvmP/f。,汽车做匀速直线运动，速度的大小为 vvm。,1.运动分为两个阶段：,2.达到匀速运动的条件:,第一阶段：加速度逐渐减小的加速运动,第二阶段：匀速运动,F=f,3.速度随时间变化的图像,六、探究机车以恒定加速度启动(阻力f不变),开始v很小， a不变 由a=（Ff）/m 得，F不变。 由P=Fv得， P很小；,v a不变 由P=Fv得，P增大； 由a=(Ff)/m得，F不变。,直到PmaxP额时， 匀加速直线运动结束，v达到匀加速的最大速度；,P=P额不变， v继续增大， 由P=Fv得， F减小。 由a=(Ff)/m得， a减小。,当Fmin=f 时， 由a=(Ff)/m 得a=0 由P=fv得， vvm=P/f,（匀加速直线运动）, （加速度减小的加速运动）,（匀速直线运动）,1.运动分为三个阶段：,第一阶段：匀加速直线运动，当功率达到额定功率时结束。,第二阶段：加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力时结束。,2.速度随时间变化的图像,第二阶段：当牵引力等于阻力时，开始匀速运动。,【例2】设汽车在起动阶段为匀加速直线运动，则在起动阶段 A汽车速度增大，发动机功率不变 B发动机牵引力增大，功率增大 C发动机牵引力不变，功率不变 D发动机牵引力不变，功率增大 解析：起动阶段是遵循F-f=ma 匀加速说明a不变 则启动力F不变 功率方面要根据P=FV 和V=at 来看 速度越来越大 汽车的发动功率一定 则F只能是越来越小 直到和阻力f相等，后面就一直做匀速运动了,D,【例3】汽车质量为5t，其发动机额定功率为37.5kW，汽车在水平道路上从静止开始起动，开始一段时间内，以加速度1.0m/s2做匀加速运动，最后匀速运动的速度为15m/s。求： （1）汽车做匀加速运动的时间；（2）汽车匀速运动后关闭发动机，还能滑多远？ 解：（1）匀加速阶段是a不变 即F不变 F-f=ma 求时间只要知道匀加速的末点速度Vt即可 而这个末点速度就是匀速运动的速度15m/s 根据Vt=at可以解得时间t （2）根据P=FV（这里的V要代的是匀速的速度15）可以解得F 这时根据F-f=ma 可以知道阻力f 关闭发动机即没有F了，这时候就只有f=ma 求出加速度a 根据停下来的速度0=15t-at就可以求出时间t 然后根据位移公式就可以得出答案多远,能量守恒定律,内容： 能量既不可会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 定律的表达式 E初E终 ；E增E减,质量为m的物体下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f ，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。 分析：能量守恒在这里能量只体现在重力势能和动能上 根据动能定理，有 下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。一般我们都取地面为参考平面，有：,能量自我总结,能的转换一般在题目上常体现在重力势能和动能，有的还会出现摩擦力，则这时候也要考虑摩擦力所做的负功。分析转换的时候不必要的时候不考虑过程，只看开始和结束的状态来列方程 假如有这样一道题目：有一粒有弹性的小球从高度为h静止下落，当小球静止在地面时，空气阻力所做的总功为多少 。这时候我们分析过程，