高中物理 73 功　率课件 新人教版必修2.ppt

3功率 2 知道平均功率和瞬时功率的含义 能根据p fv进行分析和计算 3 了解额定功率和实际功率 能分析汽车发动机功率一定时 牵引力与速度之间的关系 1 定义 跟 的比值叫做功率 2 定义式 p 3 单位 在国际单位制中 功率的单位是 简称 符号是 1w j s 1kw w 4 物理意义 是表示 的物理量 功率 功w 完成这些功所用时间t 瓦特 瓦 w 1 103 做功快慢 思考1 功率大 做功一定多吗 提示 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 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 额定功率与实际功率 输出功率 不同 不变 实际工作 思考2 各种机械铭牌上所标功率是额定功率 还是实际功率 提示 额定功率 2 以下关于功率的说法中 正确的是 a 动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率b 额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率c 在较短的时间内 实际功率可以大于额定功率d 在较长的时间内 实际功率可以小于额定功率答案acd 1 功率与速度关系式p f与v方向相同 2 推导 功率与速度 fv 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 要增大牵引力 就要 速度 反比 减小 3 下列关于功率的说法中正确的是 答案d 典例1 质量为m 2kg的物体从距地面45m的高处自由下落 在t 2s的时间内重力的功率为多少 在2s末重力做功的功率等于多少 在4s末重力做功的功率又为多少 答案 192 1w 384 2w 0 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 是某个力的功率 还是物体所受合力的功率 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 跟踪1 质量m 5kg的物体 在水平力f 10n的作用下 在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动 求 1 力f在t 2s内对物体所做的功 2 力f在t 2s内对物体所做功的平均功率 3 在2s末力f对物体做功的瞬时功率 解析物体在水平力f的作用下 在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动 根据牛顿第二定律可求出加速度 答案 1 40j 2 20w 3 40w 对公式p fv的几点认识 1 由于公式w fl适用于力f与位移l同方向的情况 故p fv也适用于力f和速度v同方向的情况 2 当力f和速度v不在同一直线上时 可以将力f分解为沿v方向的分力f1和垂直于v方向的分力f2 f2不做功 其功率为0 f1的功率即为f的功率 或者分解速度 用f乘以沿f方向上的分速度来求 故功率的一般表达式为p fvcos 是f v之间的夹角 对公式p fv的进一步认识 典例2 2012 江苏 如图7 3 1所示 细线的一端固定于o点 另一端系一小球 在水平拉力作用下 小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 a 逐渐增大b 逐渐减小c 先增大 后减小d 先减小 后增大 图7 3 1 审题技巧解答本题时应把握以下两点 1 小球在竖直平面内做匀速圆周运动 则小球在切线方向受力平衡 2 小球从a点运动到b点的过程中 速率不变 水平拉力变化 水平拉力与速度的夹角变大 解析小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点过程中 小球在切线方向受力平衡 对小球进行受力分析 如图所示 在切线方向上 有fcos mgsin 故拉力的瞬时功率p fvcos mgvsin 小球从a运动到b的过程中 逐渐变大 故p逐渐变大 选项a正确 答案a 对公式p fv的理解 跟踪2 汽车上坡的时候 司机必须换档 其目的是 a 减小速度 得到较小的牵引力b 增大速度 得到较小的牵引力c 减小速度 得到较大的牵引力d 增大速度 得到较大的牵引力解析由p fv可知 p一定时 v减小 则f增大 故选项c正确 答案c 疑难突破3机车的两种启动方式1 恒定功率启动 1 启动过程中各量的变化及运动性质 图7 3 2 2 恒定牵引力启动 1 启动过程中各量的变化及运动性质 图7 3 3 典例剖析 典例 一辆质量为2 0 103kg的汽车以额定功率p0 6 0 104w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vm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 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 审题技巧 我来冲关 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数 规格 车型26 电动自行车 整车质量30kg 最大载量120kg 后轮驱动直流永磁体电机 额定输出功率120w额定电压40v 额定电流3 5a 即输入电动机的功率为40 3 5w 140w 质量为m 70kg的人骑此自行车沿平直公路行驶 所受阻力恒为车和人的总重的k 0 02倍 g取10m s2 求 1 此车的电机在额定功率下正常工作时的效率 2 仅让电动机在额定功率提供动力的情况下 人骑自行车匀速行驶的速度 3 仅让电机在额定功率提供动力的情况下 当车速为v1 1 0m s时 人骑车的加速度大小 答案 1 85 7 2 6m s 3 1m s2 状元微博 机车启动过程的分析步骤 1 正确分析其物理过程 明确是哪种启动方式 2 抓住两个基本公式 功率公式p fv p是机车的实际功率 f是机车的牵引力 v是机车的速度 牛顿第二定律 即f ff ma 3 正确分析各个物理量在各个过程中的变化情况 一 对功率的理解1 关于功率 下列各种说法中正确的是 a 功率大说明物体做功多b 功率小说明物体做功慢c 单位时间内做功越多 其功率越大d 由p fv可知 机车运动速度越大 功率一定越大解析功率是描述力做功快慢的物理量 单位时间内力做的功就是功率 只有当f一定时 功率p才与速度v成正比 答案bc 2 放在水平面上的物体在拉力f作用下做匀速直线运动 先后通过a b两点 在这个过程中 a 物体的运动速度越大 力f做功越多b 不论物体的运动速度多大 力f做功不变c 物体的运动速度越大 力f做功的功率越大d 物体的运动速度越大 力f做功的功率不变解析求做功用w fl 故不论速度多大 f做功不变 故a错 b对 物体运动速度越大 通过相等位移所用时间越短 功率就越大 故c对 d错 答案bc 二 功率的计算3 如图7 3 4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 图7 3 4 答案b 4 一台起重机匀加速地将质量为1 0 103kg的货物竖直吊起 在2s末货物的速度v 4 0m s 取g 10m s2 不计阻力 求 1 起重机在这2s内的平均输出功率 2 起重机在2s末的瞬时输出功率 答案 1 2 104w 2 4 8 104w 三 机车的启动问题5 汽车的质量为4 103kg 额定功率为30kw 运动中阻力大小恒为