高考物理主题二机械能及其守恒定律第四章机械能及其守恒定律2.4.2功率课件教科版.pptx

2.4.2 功 率,一、功率的含义 观图助学,同学们爬山时遇到过挑山工和索道，假设挑山工和缆车将相同的货物运到山顶，两者对货物做的功相同吗？做功用的时间相同吗？做功的功率相同吗？,1.定义：力对物体所做的功W与做功_的比值。,3.单位：在国际单位制中，功率的单位是_，简称_，用_表示。1 W1 J/s。 4.标矢性：功率是_。 5.物理意义：表示物体做功_的物理量。 6.输入功率与输出功率 (1)输入功率：机器工作时，_对机器做功的功率。 (2)输出功率：机器对_做功的功率。,所用时间t,瓦特,瓦,W,标量,快慢,外界,外界,7.额定功率与实际功率 (1)额定功率：机器_允许的功率。 (2)实际功率：机器_时的输出功率。 (3)关系：实际功率往往_额定功率，但也可以在很短时间内_额定功率。,长时间工作,实际工作,小于,大于,(2)做相同的功，用时短的做功较快。( ) (3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作。( ) (4)功率大，做功一定多。( ),二、功率、力和速度之间的关系 观图助学,为什么汽车在水平路面上行驶时速度可以很大？而汽车爬坡时，常常换用低速挡，汽车要减速，这又是为什么？,1.功率、力和速度之间的关系 (1)当F与v方向相同时，P_ (2)当F与v夹角为时，P_ 2.应用：由功率与速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成_，要增大牵引力，就要_速度。,Fv,Fvcos ,反比,减小,(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：P_，其中v为瞬时速度；当F与v夹角为时，PFvcos 。,Fv,理解概念 判断下列说法是否正确。 (1)一个力对物体做功的功率，不一定等于这个力与受力物体运动速度的乘积。( ) (2)汽车的功率一定，汽车的速度越大，牵引力就越大。( ) (3)汽车在高速公路上行驶，功率的大小与速度的大小无关。( ) (4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。( ),观察探究 如图1所示某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船。,图1,(1)将质量为m的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在t时间内匀速上升h高度。怎样计算吊车的功率？其瞬时功率是多少？ (2)若坦克车在相同的时间t内，从静止开始以加速度a匀加速上升高度h时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？,2.公式PFv中三个量的制约关系,答案 D,例2 一台起重机将静止在地面上、质量为m1.0103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v4 m/s。(取g10 m/s2，不计额外功)求： (1)起重机在这2 s内的平均功率； (2)起重机在2 s末的瞬时功率。,答案 (1)2.4104 W (2)4.8104 W,计算功率应该注意的问题 (1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率，计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同。 (2)求平均功率时，应明确是哪一段时间内的平均功率；求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率。 (3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率，是动力还是阻力，是恒力还是变力等。不同情况应选择不同的公式。,针对训练1 一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t时间内重力对它做功的平均功率 及在t时刻重力做功的瞬时功率P分别为( ),答案 C,观察探究 汽车的启动方式有两种：1.以恒定的功率启动；2.以恒定的加速度启动。,机车的启动问题,图2,(1)用公式PFv研究汽车启动问题时，力F是什么力？ (2)以恒定功率启动时，汽车的加速度变化吗？做什么运动？ (3)汽车匀加速启动的过程能否一直持续下去？ 答案 (1)F是汽车的牵引力。 (2)汽车以恒定功率启动，根据PFv，v增大，F减小，加速度减小，故加速度变化，汽车做变加速运动。 (3)不能。汽车匀加速启动，F不变，v增大，P增大。 当PP额时，匀加速运动结束。,探究归纳 1.两种启动方式的过程分析(条件：水平路面、阻力f恒定),试题案例 例3 (2018温州高一检测)在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力为5103 N。 (1)求汽车所能达到的最大速度； (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？ (3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速v2 m/s时其加速度为多大？,答案 (1)12 m/s (2)16 s (3)5 m/s2,(1)公式PFv中的F指的是机车的牵引力，而不是合外力。 (2)只有机车在水平路面上匀速运动时，牵引力F才等于它受到的阻力f大小。 (3)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度vm。,答案 B,功率问题的实际应用,在解决实际问题时，首先要读懂题目中所给出的信息，进而把实际问题转化为熟知的物理模型，然后根据题意结合相应的物理规律求解。例如以人们熟知的跳绳设置问题，分析求解时首先应该清楚运动员跳起到h高度克服重力做的功为mgh，并细致分析