功率(2016年)

1、1. 理解理解功的概念，功的概念，知道知道做功的两个不可缺少的因素。做功的两个不可缺少的因素。2. 知道知道功的计算公式，功的计算公式，会用会用这个公式计算恒力做功。这个公式计算恒力做功。 W与与F的对应性；的对应性； F为恒力时可直接套用公式，变力可分段、微元或其他方法；为恒力时可直接套用公式，变力可分段、微元或其他方法； L为为F作用时间内的位移；作用时间内的位移； L为受力点的对地实际位移。为受力点的对地实际位移。 为为F与与L正方向的夹角，不可乱带；正方向的夹角，不可乱带； 三种情况可记忆并直接应用：三种情况可记忆并直接应用： 共线同向共线同向W=FL； 共线反向共线反向W=-FL；

2、垂直垂直W=03. 理解理解正功和负功的概念，正功和负功的概念，知道知道在什么情况下力做在什么情况下力做 正功或负功。正功或负功。功是标量；功是标量； 功的正负既不表示方向也不表示大小，只是告我功的正负既不表示方向也不表示大小，只是告我们是动力在做功还是阻力在做功，要比较功的多少还是要看数值。们是动力在做功还是阻力在做功，要比较功的多少还是要看数值。4. 知道知道什么是几个力对物体所做的总功，什么是几个力对物体所做的总功，知道知道总功的求解方法。总功的求解方法。 复习：功复习：功考察：作用力与反作用力做功考察：作用力与反作用力做功判断题：判断题：关于一对作用力和反作用力做功的情况，下列说法中正

3、确关于一对作用力和反作用力做功的情况，下列说法中正确的是的是 A A如果其中一个力做正功如果其中一个力做正功 则另一个力必做负功则另一个力必做负功 B B一对作用力与反作用力做功的代数和必为零一对作用力与反作用力做功的代数和必为零 C C这两个力可能同时都做正功或同时都做负功这两个力可能同时都做正功或同时都做负功 D D一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零（第一课时功率基本问题）（第一课时功率基本问题）那台起重机做功要快一些？那台起重机做功要快一些？那台起重机做功要快一些？那台起重机做功要快一些？表示力对物体做功快慢的物理量。表示力对物体做功快慢

4、的物理量。 2、公式公式： 6 6、功率是功率是 （标（标or矢）量。矢）量。5、单位：、单位：瓦特（瓦特（W） 其它常用单位：其它常用单位： kW 11 /1/WJ SNm s3110KWW一、功率的概念一、功率的概念WPt4 4、物理意义：、物理意义：3 3、数值上等于：、数值上等于：单位时间内所做功的多少。单位时间内所做功的多少。 标标7、分类：、分类：二、额定功率和实际功率二、额定功率和实际功率1、额定功率：、额定功率：2、实际功率：、实际功率： 指机器在额定转速下可以长时间工作的最大指机器在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。输出功率，也就是机器铭牌上的

5、标称值。是指机器在工作中实际输出的功率。是指机器在工作中实际输出的功率。3、额定功率与实际功率的关系：、额定功率与实际功率的关系： 机器不一定在额定功率下工作；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。不允许长时间超过额定功率。 人力直接做功能否像起重机做功那样快？人力直接做功能否像起重机做功那样快？ 汽车做功能否像飞机做功那样快？汽车做功能否像飞机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？

6、人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？1 1、平均功率：、平均功率：2 2、瞬时功率：、瞬时功率：PtW三、平均功率和瞬时功率三、平均功率和瞬时功率物理意义：物理意义：描述一段时间内做功的平均快慢。描述一段时间内做功的平均快慢。表示在某一时刻做功的快慢表示在某一时刻做功的快慢 例例1 1：一个质量是：一个质量是1.0kg1.0kg的物体，的物体，从地面上方某从地面上方某高处开始做自由落体运动高处开始做自由落体运动， (g (g取取10m/s10m/s2 2) ) 问题问题：前前2s2s内重力做功多少？功率多大？内重力做功多少？功率多大

7、？第第1s1s内、第内、第2s2s内重力做功各是多少？内重力做功各是多少？ 功率各多大？功率各多大？1 1、平均功率：、平均功率：2 2、瞬时功率：、瞬时功率：PtW三、平均功率和瞬时功率三、平均功率和瞬时功率物理意义：物理意义：描述力在一段时间内做功的平均快慢情况。描述力在一段时间内做功的平均快慢情况。表示在某一时刻做功的快慢表示在某一时刻做功的快慢公式公式1 1：特点：特点：对过程有较强的针对性对过程有较强的针对性物理意义：物理意义：公式：公式：公式公式2 2：P=Fvcos对一个过程来说，对一个过程来说，v为平均速度，为平均速度，P为平均功率为平均功率P=Fvcos对位置或时刻来说，对位

8、置或时刻来说，v为为瞬时速度，瞬时速度，P为该位置或为该位置或时刻的瞬时功率时刻的瞬时功率描述力在某一位置或某一时刻时做功的快慢情况。描述力在某一位置或某一时刻时做功的快慢情况。温馨提示：温馨提示：P=Fvcos三种情况可记住直接用三种情况可记住直接用F与与V共线同向共线同向P=Fv； F与与V共线反向共线反向P=-Fv ； F与与V垂直垂直P=0 例例1 1：一个质量是：一个质量是1.0kg1.0kg的物体，的物体，从地面上方某从地面上方某高处开始做自由落体运动高处开始做自由落体运动， (g (g取取10m/s10m/s2 2) ) 问题问题：前前2s2s内重力做功多少？功率多大？内重力做功

9、多少？功率多大？第第1s1s内、第内、第2s2s内重力做功各是多少？内重力做功各是多少？ 功率各多大？功率各多大？第第1s1s末、第末、第2s2s末的瞬时功率多大？末的瞬时功率多大？1 1、定义式：、定义式： PtW2、计算式：、计算式：P = F v该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率该式用于求该式用于求瞬时功率、平均功率瞬时功率、平均功率练习题练习题1、关于功率，下列说法中正确的是（关于功率，下列说法中正确的是（ ）A、功率是说明做功多少的物理量功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小做功时间越长，功率一定小

10、D、力做功越多，功率一定大力做功越多，功率一定大2、关于功率以下说法中正确的是（）、关于功率以下说法中正确的是（）A、据据 P=W/t知，机器做功越多，其功率就越大知，机器做功越多，其功率就越大B、据据 P=Fv知，汽车牵引力一定与速度成反比知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据据 P=W/t知，只要知道时间知，只要知道时间t内机器所做内机器所做的的功，功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D、根据根据 P=Fv知，发动机功率一定时，交通工具的知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。牵引力与运动速度成反比。例题例题3 3、某人用

11、同一水平恒力、某人用同一水平恒力F先后两次拉同一物体，先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离，第二次距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉距离，若先后两次拉力做的功为力做的功为W1和和W2，拉力做功的功率是，拉力做功的功率是P1和和P2，则则( )( ) A. W1=W2，P1=P2 B. W1=W2，P1P2 C. W1W2，P1P2 D. W1W2，P1=P2某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上在水平路面上行使时受到的阻力是行使时受到的阻力是1800N,求发动

12、机在额定功率下汽车匀速行使的速度求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如果匀速行使速度只有如果匀速行使速度只有54km/h,发动机发动机输出的实际功率是多少输出的实际功率是多少?例题：例题： 质量质量3 kg的物体，在水平力的物体，在水平力F6 的作用的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间间3 s，求：，求：（1）力）力F在在3 s内对物体所做的功。内对物体所做的功。（2）力）力F在在3 s内对物体所做功的平均功率。内对物体所做功的平均功率。（3）在）在3 s末力末力F对物体做功的瞬时功率。对物体做功的瞬时功

13、率。（第二课时机车启动问题）（第二课时机车启动问题）1、什么是、什么是“启动启动”过程？该过程中哪个物理量变化最明显？过程？该过程中哪个物理量变化最明显？2、机车、机车“启动启动”过程中受几个力？过程中受几个力？3、“机车的功率机车的功率”是指哪个力的功率？是指哪个力的功率？ 明白了以上问题，我们就来分析一下机车明白了以上问题，我们就来分析一下机车的两种启动方式。的两种启动方式。第一种启动方式：机车以恒定功率第一种启动方式：机车以恒定功率 P 启动。启动。分析该启动过程中的机分析该启动过程中的机车运动速度、加速度变车运动速度、加速度变化情况。化情况。第二种启动方式：机车以恒定加速度第二种启动方

14、式：机车以恒定加速度 a 启动。启动。分析该启动过程中的机分析该启动过程中的机车运动速度、加速度变车运动速度、加速度变化情况。化情况。 机车可以选择不同的启动方式，但是最机车可以选择不同的启动方式，但是最终能达到的最大速度是一样的。终能达到的最大速度是一样的。fPv额max该公式须理解并记忆。该公式须理解并记忆。该公式提供了一种求机车最大速度以及所受该公式提供了一种求机车最大速度以及所受阻力的途径。阻力的途径。 质量为质量为m5103 kg的汽车在水平公路上的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的行驶，阻力是车重的0.1倍让车保持额定功率倍让车保持额定功率为为60 kW，从静止开始行驶，求，从静止

15、开始行驶，求(g取取10 m/s2)：(1)汽车达到的最大速度汽车达到的最大速度vm；(2)汽车车速汽车车速v12 m/s时的加速度时的加速度例例1 质量为质量为m4.0103 kg的汽车，发动机的的汽车，发动机的额定功率为额定功率为P40 kW，汽车从静止开始以，汽车从静止开始以a0.5 m/s2的加速度行驶，所受阻力的加速度行驶，所受阻力f2.0103 N，则则:(1)汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车匀加速行驶的最长时间为多少？(2)汽车可能达到的最大速度为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？例例2 例：例：一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5

16、 s内做匀加速直线运动，内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其保持额定功率运动，其vt图象如图所示图象如图所示.已知汽车已知汽车的质量为的质量为m=2000 kg，汽车受到地面的阻力为车重，汽车受到地面的阻力为车重的的0.1倍，则（倍，则（ ） A.汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为4000 N B.汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为6000N C.汽车的额定功率为汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为汽车的最大速度为30 m/s例例3 额定功率为额定功率为80KW的汽车，在平直的公路上行的汽车，在平直的公路上行

17、驶，行驶的最大速度为驶，行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量，汽车的质量m=2000Kg,若汽车从静止开始做匀加速直线运动，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度加速度a=2m/s，运动过程中阻力不变，求，运动过程中阻力不变，求:（1）汽车所受的阻力为多大？）汽车所受的阻力为多大？（2）匀加速直线运动的时间为多长？）匀加速直线运动的时间为多长？（3）3s末汽车的瞬时功率为多大？末汽车的瞬时功率为多大？例例4汽车以汽车以额定功率额定功率在平直公路行驶时，若前方遇在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡

18、顶？为什么？么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v t 图图 先做匀加速直线运动，再做加速度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，最终以速逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vt0vmfP额额vm特别提醒：特别提醒：(1)(1)机车以恒定加速度启动时，机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度，并未达到整个过程匀加速结束时的速度，并未达到整个过程的最大速度的最大速度v vm m. .(2)(2)P PFvFv中因为中因为P P为机车牵引力的功率，为机车牵引力的功率，所以对应的所以对应的F F是牵

19、引力并非合力，这一点是牵引力并非合力，这一点应引起注意应引起注意(3)(3)只有当汽车匀速运动时，只有当汽车匀速运动时，F Ff f. .【易误警示易误警示】把汽车在匀加速运动过程把汽车在匀加速运动过程中的末速度当成汽车运动过程中可能达到中的末速度当成汽车运动过程中可能达到的最大速度是解答本题时易犯的错误的最大速度是解答本题时易犯的错误类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启动启动当当F= = f f时，时，a0 ，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFfvvmfP额额加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动am

20、FfFvPF v当当P= = P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速匀加速直线运动匀加速直线运动变式训练变式训练2 如图所示，为修建高层建筑常用的塔如图所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量式起重机在起重机将质量m5103 kg的重的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做直到重物做vm1.02 m/s的匀速直线运动取的匀速直线运动取g10 m/s2，不计额外功求：

21、，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率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重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第第2秒末的输出功率秒末的输出功率。(1)5.1104 W(2)5 s；2.04104 W 人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等， 汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。 PF v若若v表示瞬时速度，表示瞬时速度，则则P 表示瞬时功率表示瞬时功率若若 v表示平均表示平均速度，则速度，则P 表表示平均功率示平均功率对于公式对于公式 P = F v1、当当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？PF v发动机的发动机的实际功率实际功率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬机车的瞬时速度时速度当当F= =f时，时，a0 ，v达到达到最大最大