高考物理一轮复习 6.1.2 功率课件 粤教版必修2.ppt

第一单元功和功率第2课时功率 必修2第六章机械能和能源 基础回顾 考点一功率 1 功率的定义式 p 2 功率的物理意义 功率是描述 的物理量 3 平均功率和瞬时功率 1 平均功率 p 或p fcos 为物体对地的平均速度 f必须为恒力 为f与v的夹角 2 瞬时功率 p v为物体对地的瞬时速度 为f与v的夹角 4 功率的单位 在国际单位制中 功率的单位是瓦 w 1瓦 即1w 5 额定功率与实际功率常见动力机器均标明额定功率 铭牌上标明 通常是指动力机器正常工作时的 输出功率 在正常情况下 机器的输出功率 或等于额定功率 这样的功率称为实际功率 若输出功率大于机器的额定功率 则容易 答案 1 2 做功快慢3 2 fvcos 4 1焦耳 秒1牛顿 米 秒1j s1n m s5 最大小于损坏电器 要点深化 1 功率的理解由p 可知 功率的大小只与 比值 有直接联系 与做功的多少和时间长短无直接联系 比较功率的大小 要比较功与完成这些功所用的时间之 比值 比值 大 功率就大 做功就快 比值 小 功率就小 做功就慢 力做功的功率是描述力做功的一个状态 做功的多少是一个过程 所以也不能说功率大 做功就多 力做功多少是做功力在做功过程中的一个积累 随着做功时间越长 这个力做功就越多 w pt 其中t就是一个积累的意思 即p在时间t上的积累是力做功的多少 2 瞬时功率p fvcos 的理解 1 计算瞬时功率时 如果力f恒定 速度增大时 瞬时功率增大 如果瞬时功率不变 速度增大时 力f减小 2 当 0时 p fv 当 90 时 p 0 故瞬时功率与力和速度的夹角也有关 基础回顾 发动机的功率即是牵引力的功率 p 在功率一定的条件下 发动机的牵引力f跟 成反比 答案 fv速度v 1 机车以恒定功率启动的过程 1 机车以恒定功率启动的过程图如下 考点二机车的两种启动方式 2 整个过程物理量的变化情况分析 机车的启动只有一个过程 在此过程中 机车不断加速 因为开始时机车已经达到最大功率p 所以在速度不断增大的时候 由p fv知 牵引力f会不断减小 由a 知 加速度a也不断减小 但因为加速度的方向和速度的方向相同 所以无论加速度a怎样小 速度v也是增加的 直到速度达到最大 之后机车做匀速运动 启动过程结束的标志就是 速度不变 3 整个过程物理量的变化情况用如下的v t图象表示 f不变 2 机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程 1 机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程图如下 2 整个过程物理量的变化情况分析 过程1 是真正的匀加速过程 在此过程中 速度由零开始不断增加 功率也由零开始逐渐增加 因为加速度是不变的 所以在此过程中牵引力也是不变的 此过程的结束就是变加速过程的开始 以 功率p达到最大 但速度没有达到最大 为标志 在 变加速过程 中因为还有加速度的存在 所以速度v会不断增加 在功率p不变的情况下 根据p fv 就可知道牵引力f不断减小 加速度a也相应减小 变加速过程结 束的标志就是 机车的功率最大 速度也是最大 到此为止 整个起动过程结束 再以后 机车将作匀速直线运动 功率不变 3 整个过程物理量的变化情况用右面的v t图象表示 题型一功率的求解方法 1 瞬时功率一般用推导式p fvcos 求解 其中v是指该时刻力作用点的瞬时速度 是指力f与速度v之间的夹角 2 求平均功率有两条途径 其一用定义式p 计算 其二用p 计算 如右图所示 一质量为m 1 0kg的物体从高为h 0 8m的光滑斜面顶端静止开始下滑 斜面倾角为37 求 1 物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率 2 物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率 解析 1 物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率是平均功率 这过程中重力做的功为wg mgh 8j 运动时间为t 所以重力的功率为p w t 12w 2 物体滑到斜面底端的瞬时重力的功率是瞬时功率 物体滑到斜面底端的瞬时速度为v 4m s 而v与mg的夹角为53 所以p fv mgvcos53 24w 答案 1 12w 2 24w 题型训练 1 质量为m 0 5kg的物体从高处以水平的初速度v0 5m s抛出 在运动t 2s内重力对物体做的功是多少 这2s内重力对物体做功的平均功率是多少 2s末 重力对物体做功的瞬时功率是多少 g 10m s2 1 解析 t 2s内 物体在竖直方向下落的高度 20m 所以有 wg mgh 0 5 10 20j 100j平均功率 p 50w 在t 2s末速度物体在竖直方向的分速度vyt gt 20m s所以t 2s末瞬时功率 p mgvyt 100w 答案 100j50w100w 题型二探究机车启动运行问题 汽车发动机额定功率为60kw 汽车质量为5 0 103kg 汽车在水平路面行驶时 受到的阻力大小是车重的0 1倍 试求 汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少 解析 汽车以恒定功率起动时 它的牵引力f将随速度v的变化而变化 其加速度也随之变化 具体变化过程可采用如下示意图表示 由此可得汽车速度达到最大时 a 0 汽车做匀速运动 f ff kmg 发动机的输出功率p fvm 答案 12m s点评 机车的速度达到最大时 一定是机车的加速度为零 弄清了这一点 利用平衡条件就很容易求出机车的最大速度 题型训练 2 汽车发动机额定功率为60kw 汽车质量为5 0 103kg 汽车在水平路面行驶时 受到的阻力大小是车重的0 1倍 试求 若汽车从静止开始 以0 5m s2的加速度匀加速运动 则这一加速度能维持多长时间 2 解析 要维持汽车加速度不变 就要维持其牵引力不变 汽车功率将随v增大而增大 当p达到额定功率p额后 不能再增加 即汽车就不可能再保持匀加速运动了 之后汽车以p额继续做加速度减小的加速运动 直到达到最大速度vm 所以 汽车达到最大速度之前已经历了两个过程 匀加速和变加速 匀加速过程能维持到汽车功率增加到p额的时刻 设匀加速能达到最大速度为v1 由运动学公式有 v1 at由功率公式有 p fv1由牛顿第二定律有 f kmg ma由以上三式代入数据解得 t 16s 答案 16s 疏忽机车的牵引力f和其速度v由p fv的制约关系而出错 警示 一列火车由机车牵引沿水平轨道行使 经过时间t 其速度由0增大到v 已知列车总质量为m 机车功率p保持不变 列车所受阻力ff为恒力 求 这段时间内列车通过的路程 错解 以列车为研究对象 水平方向受牵引力和阻力ff 根据p fv可知牵引力 设列车通过路程为s 根据动能定理 有 分析