7.3功率.ppt

1、,7.3 功率,小实验,A从一楼走到三楼，B从一楼跑到三楼，AB体重相同，问： 1、谁克服重力做的功多？ 2、谁克服重力做功的快？,一台耕地机一天能耕地约20亩田地,一头牛一天能耕地五亩田地,谁做的功快?,功率,2、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。,1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。,3、物理意义：反映力对物体做功的快慢。,比值法,还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的？,4、功率是标量,额定功率：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。 实际功率：是指机器工作中实际

2、输出的功率（机器不一定在额定功率下工作）。,额定功率、实际功率,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（发动机）的功率就是牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。,练习,1、关于功率，下列说法中正确的是 （ ） A、功率是反应做功多少的物理量 B、功率是反应力做功快慢的物理量 C、做功时间越长，功率一定小 D、力做功越多，功率一定大,B,B,2、某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次

3、使此物体沿光滑水平面前进距离L ，第二次使此物体沿粗糙水平也前进距离L ，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=P2 B、W1=W2，P1P2 C、W1W2，P1P2 D、W1W2，P1=P2,例题：一个质量是1kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2) 第1s内下落的位移是多少？ 这1s内重力对物体做多少功？ 第2s内物体下落的位移是多少？ 第2s内重力对物体做多少功？ 第1s内和第2s内重力对物体做功的功率各是多大？ 这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？,h1=5m,w1=50J,h2=15m

4、,w2=150J,P1=50W P2=150W,P3=100W,思考：后两问的结论，说明了什么问题？,平均功率、瞬时功率,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。,平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢,瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢,当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率,当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率,功率的另一种表达式,WFLcos,PFvcos,PvFcos,PFvcos,为对物体做功的力,v为物体的运动速度,为F与v的矢量夹角,功率与速度的关系,PF v cos,若 v表示平均速度，则P 表

5、示平均功率,此公式能不能求瞬时功率和平均功率？,若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率,1、求平均功率,（v是平均速度）,2、求瞬时功率,（v是瞬时速度）,比较常用,PF v cos,PF v cos,对于公式 P = F v 1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？,反比,正比,正比,当F与v同方向时（0），PFv,思考:为什么汽车上坡时的速度要比在平地上行驶时的速度小得多呢？,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。,PFv,4、从

6、空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为( ) A. 400W B. 300W C. 500W D. 700W,B,解： a=F/m=2m/s2 t=3s内物体的位移: L=1/2at2= 9(m) 3s 末的速度:v=at=6(m/s),(a) W=FL= 54(J) (b) P=W/t= 18(W) (c) P=Fv= 36(W),F,FN,mg,课堂练习,质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下,在光滑平面上从静止开始运动，运动时间t=3s.求： (a)力F在t=3s内对物体所做的功?

7、(b)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率? (c)在3s末,力F对物体所做的功的瞬时功率?,2、定义式：,小结,1、物理意义：反应做功快慢的物理量,3、计算式：P = F v cos,该式一般用于求平均功率,5、单位：在国际单位制中 瓦特 1W=1J/s,该式用于求瞬时功率、平均功率,4、额定功率，实际功率,质量相同的A、B两球，分别从同一高度h处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,BD

8、,课堂练习,质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（ ）,BD,课堂练习,类型1：机车以额定功率 P额 启动,机车启动问题,PF v,发动机的实际功率,发动机的牵引力,机车的瞬时速度,当a0,即F牵=f时，v达到最大,保持 vm 匀速,v,加速度逐渐减小的变加速直线运动,匀速直线运动,PF牵 v,P额F牵 v,机车以额定功率启动的v t 图,机车启动问题,先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,t0,P额,例1、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是

9、（ ） A、列车做匀加速直线运动 B、列车的速度和加速度均不断增加 C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动,例2、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。,12m/s,4m/s,1m/s2,汽车保持额定功率不变从静止启动后: 汽车所能达到的最大速度是多大？ 当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 当汽车的速度为6m/s时加速度多大？,类型2：机车以恒定加速度 a 启动,机车启动问题,当a0 ,F牵= f时，v达到最大,保持 vm 匀速,PF牵 v,当P= P额时，保持P额继续加速,PF牵 v,机车以恒定加速度

10、启动的v t 图,机车启动问题,先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,t1,t0,V0,P额,P,F=7500N,v=8m/s,t=16s,例2、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。,若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动， 这一过程能维持多长时间？ 汽车所能达到的最大速度是多大？,1、加速度和速度的关系,2、a=0时，速度达到最大,注意：发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。,以恒定功率启动,以恒定加速度启动,问题中常见状态,例题,由P =F牵v 得,解：匀速行使时, 汽车的牵引力F牵 = f = 1800N,v=54km/