教科版必修二 第4章第2节 功率 课件（29张）.ppt

4 2 功率 第四章机械能和能源 分析两台不同起重机的做功快慢情况 一 功率 1 定义 功w跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率 符号p 2 物理意义 反映物体做功快慢的物理量 3 表达式 1 定义式 功率是标量 只有大小 没有方向 它的正负意义与功相同 单位 瓦特 w 常用单位 千瓦 kw 马力 已废除 1w 1j s 1kw 1000w 比值定义 1马力 735瓦特 詹姆斯 瓦特 jameswatt 1736年1月19日 1819年8月25日 是英国著名的发明家 是第一次工业革命时的重要人物 1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机 以后又经过一系列重大改进 使之成为 万能的原动机 在工业上得到广泛应用 他开辟了人类利用能源新时代 标志着工业革命的开始 后人为了纪念这位伟大的发明家 把功率的单位定为 瓦特 简称 瓦 符号w 二 动力机械的功率 1 额定功率 电动机 内燃机等动力机械在 条件下可以长时间工作的 功率 2 实际功率 电动机 内燃机等动力机械工作时 的功率 说明 实际输出功率一般情况下小于额定功率 但在特殊情况下 如汽车越过障碍时 可以使实际功率在短时间内大于额定功率 正常 最大 实际消耗 3 输入功率 机器工作时 外界对机器做功的功率 又叫总功率 4 输出功率 机器对外界做功的功率 又叫有用功率 5 机械效率 输出功率跟输入功率的比值 因为 w fxcos 2 计算式 故 p w t fxcos t即 p f x t cos fvcos p fvcos 式中的 是力f与速度v之间的夹角 三 功率 力和速度之间的关系 四 平均功率和瞬时功率 1 平均功率 是平均速度 2 瞬时功率 v是瞬时速度 当t很短很短时 p表示瞬时功率 1 1 2 2 平均功率表示力在某一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率表示力在某一时刻做功的快慢 温馨提示 请做笔记 说明 物体做匀速直线运动时 作用在物体上的恒力的瞬时功率与平均功率相等 例题1 要点 必须弄清是何种类型的功率 并能正确选择公式 质量 3kg的物体 在水平力f 6 的作用下 在光滑的水平面上从静止开始运动 运动时间 3s 求 1 力f在 3s内对物体所做的功 2 力f在 3s内对物体所做功的平均功率 3 在3s末力f对物体做功的瞬时功率 练习 质量为1kg的小球 在高为0 8m处 以3m s的速度水平抛出 球下落过程中的平均功率和落地时重力的瞬时功率各为多大 解 整个过程平均功率 落地时的瞬时功率 代入数据得 例题2质量相同的a b两球 分别从同一高度以不同的初速度水平抛出 a球初速度va小于b球初速度vb 不计空气阻力 则从抛出到落地过程中有 a 重力对a球做功的平均功率小些b 重力对a b两球做功的平均功率相同c 落地时b球重力的瞬时功率较大d 落地时a b两球重力的瞬时功率相等 功率的求解公式p fv的应用 p fv 1 p一定时 f与v成反比 2 f一定时 p与v成正比 匀变速运动 3 v一定时 f与p成正比 匀速运动 2 机车启动的两种方式 1 以恒定功率启动 四 机车起动问题1 对机车等交通工具起动类问题 应明确p fv中 p为发动机的实际功率 机车正常行驶中实际功率小于或等于额定功率 f为发动机 机车 的牵引力 v为机车的瞬时速度 温馨提示 请做笔记 温馨提示 请做笔记 图4 1 4 1 温馨提示 请做笔记 温馨提示 请做笔记 温馨提示 请做笔记 图4 2 4 2 温馨提示 请做笔记 4 2 特别提醒 1 机车以恒定加速度启动时 匀加速结束时的速度 并未达到整个过程的最大速度vmax 2 p fv中因为p为机车牵引力的功率 所以对应的f是牵引力并非合力 这一点应引起注意 3 只有当汽车匀速运动时 f ff 温馨提示 请做笔记 例题3质量为m 5 103kg的汽车在水平公路上行驶 阻力是车重的0 1倍 让车保持额定功率为60kw 从静止开始行驶 求 g取10m s2 1 汽车达到的最大速度vmax 2 汽车车速v1 2m s时的加速度 答案 1 12m s 2 5m s2 方法总结 机车以额定功率启动时 其运动可分为两个过程 第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直线运动 第二个过程就是匀速直线运动 例1 图示为修建高层建筑常用的塔式起重机 在起重机将质量m 5 103kg的重物竖直吊起的过程中 重物由静止开始向上作匀加速直线运动 加速度a 0 2m s2 当起重机输出功率达到其允许的最大值时 保持该功率直到重物做vm 1 02m s的匀速运动 取g 10m s2 不计额外功 求 1 起重机允许输出的最大功率 2 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率 瞬时功率 2009年普通高等学校招生全国统一考试 四川卷 题目分析 机车启动模型 机车以恒定加速度启动 v t图像 解 1 设起重机允许输出的最大功率为p0 重物达到最大速度时处于平衡状态 其拉力f0等于重力 p0 f0vm p0 mg 代入数据 有 p0 5 1 104w 2 匀加速运动结束时 起重机达到允许输出的最大功率 设此时重物受到的拉力为f 速度为v1 匀加速运动经历时间为t1 有 p0 fv1 由牛顿第二定律得 f mg ma v1 at1 由 代入数据 得 t1 5s t 2s时 重物处于匀加速运动阶段 设此时速度为v2 输出功率为p 则v2 at p fv2 由 代入数据 得 p 2 04 104w v1 练习1汽车上坡的时候 司机必须换挡 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 练习2汽车发动机的额定功率为80kw 它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m s 那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是 a 8000nb 4000nc 2500nd 1600n 练习3 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 p2b w1 w2 p1 p