高一物理做功的快慢课件.ppt

5.3功率,一台甲起重机在1min内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提到相同的高度。1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？做功相同，时间越短，做功越快,相同,思考与讨论,乙比甲快,一台甲起重机在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提高了5m。1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？时间相同，做的功越多，做功越快,甲大于乙,甲比乙快,思考与讨论,1物理意义：反映力对物体做功的快慢。2定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率公式表示：,3、功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1W1J/s技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW1000W,一、功率,4、功率是标量,P=,二、额定功率和实际功率,1、额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率,说明:在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。,三、平均功率和瞬时功率,1、平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢2、瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢,即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。,四、功率与速度的关系功率的另一计算公式,因为,在作用力方向与运动方向一致时P=Fv若v表示平均速度，则P表示平均功率若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率,W=Flcos,l=vt,=Fvcos,思考与讨论当P一定时，F和v有什么关系？F与v成反比,1.同一个人,爬同一个山坡,都是发挥最大功率时,负重爬山要比空身爬山的速度小还是大?,2.怎样估测人上楼时的功率，你认为需要估测哪些物理量，怎样进行计算呢？匀速上楼F=mg,估计楼高h，记录上楼时间t。则：P=Fs/t=mgh/t,加速上楼Fmg,估计楼高h，记录上楼时间t。则：P=Fs/tmgh/t=P,思考：,(1)为什么机动车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？分析：根据P=FvP一定时，上坡时需要的Fv,曲线运动,功率与速度的关系讨论的结果,当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。,例题1：某型号汽车发动机的额定功率为60KW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54Km/h，发动机输出的实际功率是多少？,解:知P=6104W，F阻=1800N，V=54km/h=15m/s,匀速时,F牵=F阻(1)由公式P=FV得V=P/F阻=33.3m/s=120km/h(2)当以较低的速度行驶时，V=54km/h=15m/sP=FV=27kW,小结,1、物理意义：表示做功快慢的物理量2、定义式：该式一般用于求平均功率3、另一计算式：P=Fvcos如果力的方向与速度方向一致P=Fv若v表示平均速度，则P表示平均功率若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率4、单位：在国际单位制中瓦特W,课堂练习P10问题与练习4、3课外练习P10问题与练习1、2、4,问题与练习参考解答,1.一台电动机工作时的功率10KW，要用这台电动机匀速提升2.7104kg的货物，提升的速度将是多大？解:P=1.0104Wm=2.7104kg在货物匀速上升时,电动机对货物的作用力大小为F=G=2.7105N由P=Fv可得v=P/F=10103/2.7105N=3.7102m/s或0.037m/s,2.一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不计额外功的损失，这台抽水机输出的功率是多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？解:m=30kgh=10mt=1800s功W=mgh=301010=3103J这台抽水机的输出功率为P=W/t=3103/1=3103W它半小时能做功W=Pt=31031800=5.4106W,3.有一个力F，它在不断增大。某人以此为条件，应用P=FV进行了如下推导。根据P=FV。F增大则P增大；又根据V=P/F，P增大则V增大；再根据F=P/V，V增大则F减小。这个人推导的结果与已知条件相矛盾。他错在哪里？答：此人推导的前提不明确。当F增大，根据P=FV推出,P增大的前提应是V不变;从V=P/F推出,P增大则V增大的前提是F不变;从F=P/V推出,V增大F减小的前提是P不变。说明：对这类物理问题的方向，应注意联系实际，有时机械是以一定功率运行的，这时P一定，则F与V成反比。有时机械是以恒定牵引力工作的，这时P与V正比,4.质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度V、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。（1）汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。（2）如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？解：（1）汽车的加速度减小，速度增大。因为，此时开始发动机在额定功率下运动，即P=F牵V不变。V增大则F牵减小，又F阻不变,而a=（F牵F阻）/m，所以加速度减小。（2）当加速度减小到0时，汽车做匀速直线运动，F牵=F阻，所以Vm=P/F牵=P/F阻，此为汽车在功率P下行驶的最大速度。,补例1:分析:机车起动过程中P、F、F阻、a、v的变化情况,（1）.机车以恒定功率起动情况：,P一定，速度V变大，加速度a变小，当a=0时，V不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f阻，而Vm=P额/f,（2）机车以恒定加速度a起动情况,a一定时，F也一定，P随V增大而增大，当P达到额定功率P额后，F、a不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=0，V达到最大Vm=P额/f.这个动态过程简图如下：,V,补例2：汽车发动机的额定功率P=60KW，汽车质量m=5.0103kg,汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1倍，试问：(1)汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？(2)汽车从静止开始，保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速