2018年高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.3 功率课件 新人教版必修2.ppt

3.功率,自我检测,自主阅读,一、功率1.定义:功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率。即。2.单位:瓦特,简称瓦,符号是W。3.标矢性:功率是标量。4.物理意义:是表示做功快慢的物理量。5.什么是发动机的额定功率和实际功率?答案:额定功率是发动机正常工作时输出的最大功率。实际功率是发动机实际工作时的输出功率。6.为了保证机械的安全,工作时尽量使P实P额。,自我检测,自主阅读,二、功率与速度1.功率与速度关系式:P=Fv(F与v方向相同)。2.如图所示,物体在水平向右的力F作用下向右以速度v做匀速直线运动,力F的功率为多大?答案:,自我检测,自主阅读,3.应用:由功率速度关系式知,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成反比,要增大牵引力,就要减小速度。,自我检测,自主阅读,1.正误辨析(1)由公式P=Wt知,做功越多,功率越大。()解析:公式P=Wt是功率的定义式,某个力的功率大小由它做的功W和所用时间t共同决定。答案:(2)由公式P=Fv可知,功率P一定与速率v成正比。()解析:公式中的三个量,只有在其中一个量不变的情况下,才能判断其他两个量的关系。答案:,自我检测,自主阅读,(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。()解析:发动机可以在实际功率小于或等于额定功率情况下长时间工作,为避免发动机受到损害,应避免它在实际功率大于额定功率状态下长时间工作。答案:(4)额定功率大的机车发动机工作时实际功率一定大。()解析:不同额定功率的机车发动机工作时,实际功率与额定功率无关。答案:,自我检测,自主阅读,2.功率大,做功一定多吗?答案:不一定。功率与做功多少没有必然联系,功率大,做功不一定多,但做功一定快。3.汽车爬坡时,常常换用低速挡,为什么?答案: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。,知识点一,知识点二,问题导引建筑工地上有三台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记录:,知识点一,知识点二,(1)三台起重机哪台做功最多?(2)哪台做功快?怎样比较它们做功的快慢呢?要点提示(1)三台起重机分别做功3.2104J、4.8104J、3.2104J,所以B做功最多。(2)B做功快,可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢。,知识点一,知识点二,知识点一,知识点二,2.公式P=Fv中三个量的制约关系:画龙点睛P=Fv可以理解为“某力的功率等于力与在力方向上速度的乘积”,也可以理解为“某力的功率等于速度与在速度方向上此力的分力之积”。,知识点一,知识点二,典例剖析【例1】如图所示,质量为m=2kg的木块在倾角=37的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为=0.5,已知:sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2。求:(1)前2s内重力做的功。(2)前2s内重力的平均功率。(3)2s末重力的瞬时功率。,知识点一,知识点二,解析:(1)木块所受的合外力F合=mgsin-mgcos=mg(sin-cos)=210(0.6-0.50.8)N=4N(3)木块在2s末的速度v=at=22m/s=4m/s2s末重力的瞬时功率P=mgvsin=21040.6W=48W。答案:(1)48J(2)24W(3)48W,知识点一,知识点二,规律方法求解功率时应该注意的问题(1)首先要明确是求哪个力的功率,汽车的功率是指汽车牵引力的功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。(2)若求平均功率,需明确是哪段时间内的平均功率,可由公式(3)若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,应用公式P=Fv,如果F、v不同向,则投影到相同方向再计算。,知识点一,知识点二,变式训练1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,g取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。答案:A,知识点一,知识点二,问题导引汽车以不同的方式启动,一次保持发动机的功率不变,一次保持加速度不变,请思考:(1)发动机的功率不变时,汽车的加速度能否保持不变?(2)汽车的加速度不变时,发动机的功率能否保持不变?要点提示(1)根据P=Fv,功率不变,速度增大时,牵引力必定减小,由牛顿第二定律可知,汽车的加速度减小。(2)加速度不变,则牵引力不变,由P=Fv可知,随着速度的增大,发动机的功率不断增大。,知识点一,知识点二,知识归纳1.机车以恒定功率启动(1)运动过程分析:(2)运动过程的v-t关系图象如图所示:,知识点一,知识点二,(3)特点:当机车的牵引力与所受阻力的大小相等时,即F=Ff,a=0,机车达到最大速度,此时;在加速过程中,加速度是逐渐减小的,如果知道某时刻的速度,就可求得此时刻的加速度。,知识点一,知识点二,2.机车以恒定加速度启动(1)运动过程分析:,知识点一,知识点二,(2)运动过程的v-t关系图象如图所示:(3)特点:当实际功率小于额定功率时做匀加速直线运动;当达到额定功率后做加速度减小的变加速运动,当加速度为零时达到最大速度。,知识点一,知识点二,知识点一,知识点二,典例剖析【例2】在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW,质量为10t,设阻力恒定,且为车重的,求:(g取10m/s2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度。(2)若汽车以0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后,当汽车的加速度为2m/s2时,速度多大?,知识点一,知识点二,答案:(1)10m/s(2)13.3s(3)3.3m/s,知识点一,知识点二,规律方法用公式P=Fv处理机车启动问题时应注意的问题(1)公式P=Fv中的F指的是机车的牵引力,而不是合外力。(2)只有机车匀速运动时,牵引力F才等于它受到的阻力Ff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vmax。,知识点一,知识点二,变式训练2一辆质量为2.0103kg的汽车以额定功率P0=6.0104W在水平公路上行驶,汽车受到的阻力为一定值,在某时刻汽车的速度为v1=20m/s,加速度为a1=0.50m/s2,求:(g取10m/s2)(1)汽车所能达到的最大速度vmax是多大?(2)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶),加速度大小为a2=1.0m/s2,则这一过程能维持多长时间?,知识点一,知识点二,解析:(1)汽车以额定功率P0行驶,速度为v1时,有F1-F阻=ma1,P0=F1v1将数据代入中,解得F阻=2.0103N,vmax=30m/s。(2)汽车由静止启动后,随着速度的增大,牵引力的功率逐渐变大,当功率达到额定功率时,机车达到匀加速直线运动所能达到的最大速度v2,设此过程中机车的牵引力为F2,由牛顿第二定律得F2-F阻=ma2,又P0=F2v2,v2=a2t联立解得v2=15m/s,t=15s。答案:(1)30m/s(2)15s,1,2,3,4,5,1.下列关于功率的说法正确的是()A.力对物体做的功越多,功率就越大B.做功时间短的机械,功率大C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大D.功率大的机械在单位时间内做的功会更多解析:功率与做功多少没有必然的联系,选项A、B错误;完成相同的功,用时越长,功率越小,选项C错误;故选D。答案:D,1,2,3,4,5,2.下列关于功率的说法正确的是()A.由知,力做的功越多,功率越大B.由P=Fv知,物体运动得越快,功率越大C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多D.由P=Fvcos知,某一时刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大解析:在公式中,只有P、W、t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A、C错误;在P=Fv中,P与F、v有关,故选项B错误;在P=Fvcos中,P还与有关,故选项D正确。答案:D,1,2,3,4,5,3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=T时刻F的功率是()答案:B,1,2,3,4,5,4.如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为10kg的木箱,拉力F与水平方向成60角,F=2N。木箱从静止开始运动,4s末拉力的瞬时功率为()A.0.2WB.0.4WC.0.8WD.1.6W解析:木箱的加速度=0.1m/s2,4s末的速度v=at=0.4m/s,则瞬时功率P=Fvcos=0.4W,B正确。答案:B,1,2,3,4,5,5.中国第一辆使用燃料电池驱动的“氢气型”电动汽车如图所示,它利用氢气和氧气直接反应生成水,对环境没有污染。其发动机的额定功率为24kW,汽车连同驾乘人员总质量为m=2t,在水平路面上