202X学年高考物理主题二机械能及其守恒定律2.7功率课件粤教版

1、2.7功率功率学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.理解功率的概念，能运用功率的定义式理解功率的概念，能运用功率的定义式P 进进行有关计算。行有关计算。3个概念个概念功率的概念、平功率的概念、平均功率和瞬时功率的概念均功率和瞬时功率的概念2个公式个公式P 、PFv1个问题个问题机车启动问题机车启动问题2.知道平均功率和瞬时功率的含义，能根据知道平均功率和瞬时功率的含义，能根据PFv进行分析和计算。进行分析和计算。3.了解额定功率和实际功率，会分析机车启动问题。了解额定功率和实际功率，会分析机车启动问题。一、如何描述物体做功的快慢一、如何描述物体做功的快慢观图助学观图助学如图汽车在爬坡，汽车的功率

2、很大，那么功率大，做功一定多吗？如图汽车在爬坡，汽车的功率很大，那么功率大，做功一定多吗？1.定义：定义：_内做功的多少。内做功的多少。2.物理意义：物理意义：功率是表示物体做功功率是表示物体做功_的物理量。的物理量。理解概念理解概念单位时间单位时间快慢快慢二、怎样计算功率二、怎样计算功率观图助学观图助学如图，质量为如图，质量为m的物体沿倾角为的物体沿倾角为的斜面下滑，滑至底端时速度大小为的斜面下滑，滑至底端时速度大小为v，此时重力，此时重力的功率是否等于的功率是否等于mgv?1.功率的定义式：功率的定义式：P_。2.功率与速度关系式功率与速度关系式(1)当当F与与v同向时，同向时，P_。(2

3、)当当F与与v的夹角为的夹角为时，时，P_。3.单位：单位：_，简称，简称_，符号是，符号是_。4.标矢性：标矢性：功率是功率是_量。量。FvFvcos 瓦特瓦特瓦瓦W标标5.平均功率和瞬时功率的计算平均功率和瞬时功率的计算(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能准确地描述做功的快慢，计算公式：瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能准确地描述做功的快慢，计算公式：P_，其中，其中v为瞬时速度；当为瞬时速度；当F与与v夹角为夹角为时，时，PFvcos 。Fv理解概念理解概念判断以下说法是否正确。判断以下说法是否正确。(2)由由PFv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比。可知，汽车的功率一定与它的速度

4、成正比。( )(3)由由PFv可知，牵引力一定与速度成反比。可知，牵引力一定与速度成反比。( )(4)汽车爬坡时常常需要换高速挡。汽车爬坡时常常需要换高速挡。( )功率功率观察探究观察探究建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号起重机编号被吊物体重量被吊物体重量匀速上升速度匀速上升速度上升的高度上升的高度所用时间所用时间做功做功A2.0103 N4 m/s16 m4 s B4.0103 N3 m/s6 m2 s C1.6103 N2 m/s20 m10 s (1)三台起重机哪台做功最多？三台起重机哪台做功

5、最多？(2)哪台做功最快？怎样比较它们做功的快慢呢？哪台做功最快？怎样比较它们做功的快慢呢？答案答案(1)三台起重机分别做功三台起重机分别做功3.2104 J、2.4104 J、3.2104 J，所以，所以A、C做功做功最多。最多。(2)B做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢。做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢。探究归纳探究归纳3.额定功率和实际功率额定功率和实际功率(1)额定功率和实际功率：发动机铭牌上的额定功率，指的是机械正常工作时，允许额定功率和实际功率：发动机铭牌上的额定功率，指的是机械正常工作时，允许到达的最大功率。发动机的实际功率是指机械实际运行的功率，它

6、可以小于或等于到达的最大功率。发动机的实际功率是指机械实际运行的功率，它可以小于或等于额定功率，但不能长时间大于额定功率。额定功率，但不能长时间大于额定功率。(2)发动机的额定功率发动机的额定功率P额额Fv反映了机械的额定功率对机械的动力与速度的制约关反映了机械的额定功率对机械的动力与速度的制约关系。因机器在设计制造时，就确定了它的额定功率，所以当机械的功率到达额定功系。因机器在设计制造时，就确定了它的额定功率，所以当机械的功率到达额定功率时，要增大动力那么必须减小速度。率时，要增大动力那么必须减小速度。试题案例试题案例例例1 (2021惠州高一检测惠州高一检测)一台起重机将静止在地面上、质量

7、为一台起重机将静止在地面上、质量为m1.0103 kg的货的货物匀加速竖直吊起，在物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度末货物的速度v4 m/s(取取g10 m/s2，不计额外功，不计额外功)，求：，求：(1)起重机在这起重机在这2 s内的平均功率；内的平均功率；(2)起重机在起重机在2 s末的瞬时功率。末的瞬时功率。答案答案(1)2.4104 W(2)4.8104 W针对训练针对训练1 一个质量为一个质量为1 kg的物块，沿倾角为的物块，沿倾角为37、足够长的光滑斜面由静止开、足够长的光滑斜面由静止开场下滑，当它下滑场下滑，当它下滑4 s时重力的瞬时功率为多大？这时重力的瞬时功率为多大？这4

8、 s内重力的平均功率为多大内重力的平均功率为多大(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)?答案答案144 W72 W机车的两种启动方式运动过程分析机车的两种启动方式运动过程分析探究归纳探究归纳汽车两种启动方式的过程分析与比较汽车两种启动方式的过程分析与比较两种方式两种方式以恒定功率启动以恒定功率启动以恒定加速度启动以恒定加速度启动Pt图和图和vt图图试题案例试题案例例例2 质量为质量为2 000 kg、额定功率为、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s。假设汽车从静止开场做匀加速直线运动，加速度大小为

9、。假设汽车从静止开场做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的，运动中的阻力不变。求：阻力不变。求：(1)汽车所受阻力的大小；汽车所受阻力的大小；(2)3 s末汽车的瞬时功率；末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。解析解析(1)以最大速度行驶时，根据以最大速度行驶时，根据PFv可求得可求得F4 000 N。而此时牵引力和阻力大小相等，那么而此时牵引力和阻力大小相等，那么fF4 000 N。(2)3 s末汽车的速度末汽车的速度v3at36 m/s，由由Ffma得得F18 000

10、N，故此时汽车的功率为故此时汽车的功率为PF1v34.8104 W。(3)设汽车做匀加速运动的时间为设汽车做匀加速运动的时间为t，那么，那么t时刻的速度为时刻的速度为vtat，这时汽车的功率为额定功率这时汽车的功率为额定功率PF1vt，代入数据得，代入数据得t5 s。答案答案(1)4 000 N(2)4.8104 W(3)5 s(4)2105 J针对训练针对训练2 如图如图1所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开场向上做匀加速直线运动，加速的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开场

11、向上做匀加速直线运动，加速度度a0.2 m/s2，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动。取的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求：，不计额外功。求：图图1(1)起重机允许的最大输出功率；起重机允许的最大输出功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率。末的输出功率。解析解析(1)设起重机允许的最大输出功率为设起重机允许的最大输出功率为P0，重物到达最大速度时拉力，重物到达最大速度时拉力F0等于重力。等于重力。P

12、0F0vm，F0mg。代入数据得代入数据得P05.1104 W。(2)匀加速运动完毕时，起重机到达允许的最大输出功率，匀加速运动完毕时，起重机到达允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为设此时重物受到的拉力为F，速度为，速度为v1，匀加速运动经历的时间为，匀加速运动经历的时间为t1，有有P0Fv1，Fmgma，v1at1。代入数据得代入数据得t15 s。第第2 s末，重物处于匀加速运动阶段，末，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为设此时速度为v2，输出功率为，输出功率为P，v2at，PFv2。得得P2.04104 W。答案答案(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W两组功率概念的比照辨析两组功率概念的比照辨析2.额定功率和实际功率额定功率和实际功率(1)额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率，是动力机械重要的性能额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率，是动力机械重要的性能指标。一个动力机械的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明。机械工作时必须指标。一个动力机械的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明。机械工作时必须受额定功率的限制。受额定功率的限制。(2)实际功率是机械工作时实际的输出功率，实际功率可以小于等于额定功率，但实实际功率是机械工作时实际的输出功率，实际功率可以小于等于额定功率，但实际功