高中物理 第1章 功和功率 第3讲 功率课件 鲁科版必修2.ppt

第1章 功和功率 第3讲功率 栏目索引contentspage 一 功率的含义 1 定义 力对物体所做的功w跟完成这些功所用时间t的叫做功率 公式p 2 单位 在国际单位制中 功率的单位是 简称 符号是 且1w 1 比值 瓦特 瓦 w j s 3 功率是 只有大小 没有方向 4 物理意义 功率是表示做功的物理量 即表示做功过程中的快慢 标量 快慢 能量转化 想一想力对物体做功多 功率一定大吗 答案功率表示做功的快慢 做功多不一定做功快 所以功率不一定大 二 功率与力 速度的关系 1 如果物体沿位移方向受的力是f 速度为v 则功率等于这个与受力物体的乘积 即p 讨论 1 当牵引力f一定时 功率p和速度v成 2 当速度v一定时 牵引力f和功率p成 3 当输出功率p一定时 牵引力f和速度v成 力 运动速度 fv 正比 正比 反比 2 平均功率和瞬时功率 1 平均功率 物体在一段时间内做功功率的 通常用定义式p 描述 2 瞬时功率 物体在某一时刻的功率 通常用p fv表示 3 额定功率与实际功率 1 额定功率 机械长时间工作的功率 2 实际功率 机械工作时实际输出的功率 平均值 最大允许 3 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 例1质量m 3kg的物体 在水平力f 6n的作用下 在光滑水平面上从静止开始运动 运动时间t 3s 求 1 力f在t 3s内对物体所做功的平均功率 t 3s内物体的位移 3s内力f所做的功 w fs 6 9j 54j 答案18w 2 在3s末力f对物体做功的瞬时功率 解析3s末物体的速度v at 2 3m s 6m s此时力f做功的瞬时功率p fv 6 6w 36w 答案36w 例2如图1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 图1 1 前2s内重力做的功 解析木块所受的合外力f合 mgsin mgcos mg sin cos 2 10 0 6 0 5 0 8 n 4n 前2s内木块的位移 所以 重力在前2s内做的功为 w mgssin 2 10 4 0 6j 48j 答案48j 2 前2s内重力的平均功率 解析重力在前2s内的平均功率为 答案24w 3 2s末重力的瞬时功率 解析木块在2s末的速度v at 2 2m s 4m s2s末重力的瞬时功率p mgvsin 2 10 4 0 6w 48w答案48w 二 机车启动的两种方式1 恒定功率启动 图2 1 过程分析 速度最大且匀速 2 v t图象如图2所示 2 恒定加速度启动 1 过程分析 图3 2 v t图象 如图3所示 v 3 机车启动过程的分析步骤 1 分析物理过程 明确是哪种启动方式 2 抓住两个基本公式 功率公式p fv 牛顿第二定律 即f f ma 例3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0 1倍 求 g取10m s2 1 汽车在运动过程中所能达到的最大速度 答案10m s 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 解析汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中 a2不变 v变大 p也变大 当p p额时 此过程结束 f2 f ma2 0 1 104 10 104 0 5 n 1 5 104n 答案13 3s 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 解析f3 f ma3 0 1 104 10 104 2 n 3 104n 答案3 3m s 1 一个质量为m的小球做自由落体运动 那么 在前t秒内重力对它做功的平均功率p及在t秒末重力做功的瞬时功率p分别为 t秒末小球未着地 功率的计算 答案c 对机车启动问题的理解及应用 2 一辆汽车以功率p1在平直公路上匀速行驶 若驾驶员突然减小油门 使汽车的功率减小为p2并继续行驶 若整个过程中阻力恒定不变 此后汽车发动机的牵引力将 a 保持不变b 不断减小c 突然减小 再增大 后保持不变d 突然增大 再减小 后保持不变 解析由p1 fv知 当汽车以功率p1匀速行驶时 f f 加速度a 0 若突然减小油门 汽车的功率由p1减小到p2 则f突然减小 整个过程中阻力f恒定不变 即f f 此时加速度a 0 所以汽车将减速 由p2 fv知 此后保持功率p2不变继续行驶 v减小 f增大 当f f时 汽车不再减速 而以一较小速度匀速行驶 牵引力不再增大 答案c 3 汽车发动机的额定功率p 60kw 若其总质量为m 5t 在水平路面上行驶时 所受阻力恒为f 5 0 103n 则 1 汽车保持恒定功率启动时 求汽车所能达到的最大速度vmax 解析汽车在运动中所受的阻力大小为 f 5 0 103n 汽车保持恒定功率启动时 做加速度逐渐减小的加速运动 当加速度减小到零时 速度达到最大 当a 0时速度最大 所以 此时汽车的牵引力为f1 f 5 0 103n 则汽车的最大速度为 答案12m s 当汽车加速度为2m s2时 速度是多大 解析当汽车的加速度为2m s2时 牵引力为f2 由牛顿第二定律得 f2 f ma f2 f ma 5 0 103n 5 0 103 2n 1 5 104n 汽车的速度为 答案4m s 当汽车速度是6m s时 加速度是多大 解析当汽车的速度为6m s时 牵引力为 f3 f ma 汽车的加速度为 答案1m s2 2 若汽车以a 0 5m s2的加速度由静止开始做匀加速运动 这一过程能维持多长时间 解析当汽车以恒定加速度a 0 5m s2匀加速运动时 汽车的