福建省福鼎二中八年级物理下册62《功率》课件 北京课改版

第3节 功率 1 1.知道功率的物理意义，定义式。 2.理解功率的导出式P=Fv的物理意义，并能利用两个公 式进行计算。 3.理解平均功率和瞬时功率的物理意义并能利用公式进 行计算。 2 3 比较上述两种情况下，做相同的功，挖掘机用 时要少一些。或者说在相同的时间内，挖掘机做的 功多些。 可见，做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与 做这些功所耗费的时间有关。 4 一、功率的含义 1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值， 叫做功率。 2.功率的公式：P= 3.功率的物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 5 功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢。 功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称 瓦，符号是W， 1W1J/s 技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位， 1kW1000W。 6 例1.关于功率，下列说法中正确的是（ ） A、功率是说明做功多少的物理量 B、功率是说明力做功快慢的物理量 C、做功时间越长，功率一定越小 D、力做功越多，功率一定越大 B 7 1.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此 物体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水 平面也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力 做功的功率是P1和P2，则( ) A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1P2 C.W1W2，P1P2 D.W1W2，P1=P2 B 8 2.一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不 计额外功的损失，这台抽水机输出的功率是多大？如果 保持这一输出功率，半小时内能做多少功？ 解:m=30 kg h=10 m t=1800 s 由功W=mgh 得W=301010J=3103 J 这台抽水机的输出功率为 由P=W/t 得 P=3103 /1 W=3103 W 它半小时能做功 W=Pt=31031800J=5.4106J 9 二、功率与力、速度的关系 F v 用水平力F推物体，让物体以速度v做匀速直线运动 ，力F对物体做功的功率是多少呢？ W=FS P= v=S/t P=Fv 10 如果F与v成任意角度，那么功率与力、速度的关系又 会怎样呢？ scos v vcos 11 三、额定功率和实际功率 1额定功率：是指机器长时间工作时的最大允许功率， 也就是机器铭牌上的标称值，这个功率叫做额定功率。 12 2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 3.机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际 功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内 实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功 率。 13 说明:在日常生活中，我们经常说某台机器的功 率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力 对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽 车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是 钢绳拉力的功率。 14 四、平均功率和瞬时功率 在长跑中，人做功 的功率是变化的 15 即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一 段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对 物体做功的平均值，即平均功率。 16 1.平均功率：物体在一段时间内做功的功率的平均值称 为平均功率。描述在一段时间内做功的平 均快慢 ，通常用P=W/t来表示 2.瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。表 示在某一时刻做功的快慢 ，用P=Fv表述 ，v是瞬时速度。 17 例2.一物体自某一高度处做自由落体运动，经5s落地，其 质量为m=2kg，问： （1）在5s内重力的平均功率为多大？ （2）在4s末，重力的瞬时功率为多少？ 解析:(1)物体做自由落体运动，由h= gt2 得h= 1052m=125m 根据做功公式 W=Fs 得W=mgh=2500J 由P=W/t 得平均功率P=500W (2)由v=gt 得4s末的速度 v=40m/s 由瞬时功率P=Fv得P=mgv=2040W=800W 18 例3.某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上 行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀 速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有 54km/h，发动机输出的实际功率是多少？ 解:知P= 6104W，F阻=1800N，v= 54km/h=15m/s, 汽车匀速行驶时,有F牵=F阻 (1)由公式 P=Fv 得v=P/F阻=33.3m/s=120km/h (2)当以较低的速度行驶时，v=54km/h=15m/s P=Fv=27kW 19 五、汽车两种启动方式的讨论 1.功率P恒定 由P=Fv可知，v增大，F减小,由F-f=ma知，a减小，v增 加的慢了但仍继续增加，F减小，a进一步减小，当a=0 时，即F=f时，速度达到最大vm 2.加速度a恒定 由F-f=ma知,F恒定，根据P=Fv，v逐渐增大，则P逐渐增大 ，当达到额定功率时，P不能再增大，匀加速阶段结束。 再往后，v继续增大，P不变，F减小，a开始减小，直到 a=0时，F=f，速度达到最大vm 20 汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速 度，为什么呢? 21 例4.按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变 ，则( ) A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大 B汽车可以做匀加速运动 C汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D汽车达到最大速度时，所受合力为零 CD 22 3.下列关于汽车运动的论述，不正确的是( ) A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均 逐渐增大 B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大； 加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大 C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制， 要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率 D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻 力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/f A 23 4.额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最 大速度可达20m/s,汽车质量为2103kg。如果汽车从静止 开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2。设运动过程 中阻力大小不变，试求： （1）汽车运动时所受阻力f； （2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t； （3）汽车启动后，发动机在第三秒末的瞬时功率P3。 24 解：（1）当F=f时，a=0 由P=Fv=f vm 所以f=P额 /vm =4 103 N (2)根据牛顿运动定律F-f=ma 得F=f+ma=8 103 N 设汽车刚达到额定功率时速度为vm 汽车匀加速运动的时间为t 由P额=Fvm 得 vm =10m/s vm=at t=5s (3)汽车第3s末仍在做匀加速运动 则v3=at3=23m/s=6m/s P3=Fv3=4.8 104W 25 功率是反映力对物体做功快慢的物理量。 功与完成这些功所用时间的比叫做功率。 即 功率=功/所用时间 定义式：P=W/t 功率单位：瓦特(W) 换算关系： 1W=1 J/S 26 平均功率： =Fv （ 是表示