物理（人教版必修2）课件第7章第3节功率

第七章机械能守恒定律第3节功率一、功率1．在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t货物从地面运到三楼：方式一：搬运工分批搬运，需要时间3h；方式二：用一台小型起重机提升，需要时间1min；方式三：用另一台大型起重机提升，需要时间30s．试结合上述情景讨论下列问题：(1)用不同的方式，对货物所做的功是否相同？提示：相同．(2)三种方式中做功的快慢是否相同？提示：不同．(3)还记得加速度是如何定义的吗？是否可以用同样的方法定义一个物理量来体现做功的快慢呢？提示：类比加速度的定义，用做功和完成这些功所用时间的比值反映做功的快慢．2．功率(1)定义：功W跟完成这些功所用时间t的_______．(2)定义式：__________．(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是_______，简称瓦，用W表示．(4)物理意义：功率是标量，它是表示物体__________的物理量．比值

瓦特

做功快慢

3．额定功率与实际功率按机械的工作状态分额定功率与实际功率，其对比如下：定义特点联系额定功率发动机正常条件下长时间工作时的____________不同机械额定功率可能不同，但同一机械额定功率不变为了机械的安全P实≤P额实际功率发动机__________时的输出功率同一机械实际功率随工作情况而变最大输出功率

实际工作

5．思考：力对物体做的功多，功率一定大吗？力对物体做功越快，功率一定大吗？提示：不一定一定二、功率与速度1．功率与速度(1)功率与速度关系式：P＝________

(F与v方向相同)．(2)推导：Fv

Fl

Fv

2．思考：在公式P＝Fv中，力F与速度v是同一物体的两个物理量，且具有同时性，运用此公式只能计算力与速度同向时的功率．当F与v间存在夹角α时，应怎样计算功率？提示：如图所示，当F与v的方向夹角为α时，可将速度分解为垂直于力和平行于力的两个分量，则P＝Fv∥＝Fvcosα(注：分解力不分解速度可得到同样结果)．探究一功率的计算1．写出计算功率的公式．2．上述两个公式有何区别？

如图所示，光滑斜面高h，倾角为α，一质量为m的物体从斜面顶端由静止滑下至底端．答案：见解析【题后总结】计算功率应该注意的问题(1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率，计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同．(2)求平均功率时，应明确是哪一段时间内的平均功率；求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率．(3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率，是动力还是阻力，是恒力还是变力等．不同情况应选择不同的公式．答案：C探究二机车的启动如图所示，一辆机车质量为m，发动机额定功率为P，水平路面的阻力Ff设为恒力，机车从静止开始启动．试结合上述情景，讨论下列问题：(1)机车以恒定的功率启动过程中：①机车以恒定功率启动后，随着速度的增大，机车牵引力如何变化？机车的加速度如何变化？当速度最大时机车加速度为多少？此时牵引力与阻力大小关系如何？此后机车将做什么运动？②试根据以上分析，画出机车运动的vt图象，并总结机车运动情况．提示：图象如图所示通过以上分析可知：机车先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动．(2)机车以恒定的加速度启动过程中：①加速度不变，机车速度和功率如何变化？当机车功率刚达到额定功率时牵引力和阻力的大小关系如何？此时机车的速度能达到最大值吗？此后要想增大速度则牵引力该如何变化？②试根据以上分析，画出机车运动的vt图象，并总结机车运动情况．提示：图象如图所示通过以上分析可知：机车先做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动．

一汽车额定功率为100kW，质量为1.0×104kg，设阻力恒为车重的k＝0.1倍，g取10m/s2．(1)若汽车保持额定功率运动，求运动的最大速度．(2)若汽车以0.5m/s2匀加速运动，求其匀加速运动的最长时间．(3)若保持额定功率运动，当汽车速度为5m/s时，运动的加速度是多大？答案：(1)10m/s

(2)13.4s

(3)1m/s2【题后总结】汽车以恒定功率启动，速度增大，牵引力减小，做加速度逐渐减小的加速运动，直到牵引力等于阻力为止；汽车以恒定加速度启动，牵引力和阻力恒定，随着速度增加，它的实际功率逐渐增大，直到Fv等于额定功率为止．2．(多选)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图象如图所示．已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则(

)A．汽车在前5s内的牵引力为4×103NB．汽车在前5s内的牵引力为6×103NC．汽车的额定功率为60kWD．汽车的最大速度为30m/s答案：BCD一、功率的定义式和计算式二、功率和速度1．对公式P＝Fv的几点认识①由于W＝Fl的表示形式适用于力(F)与位移(l)同方向的情况，故P＝Fv适用于力F和速度v同方向的情况．②当力F和速度v不在同一直线上时，也可以将力F分解为沿v方向的分力F1和垂直于v方向的分力F2，F2不做功，其功率为零，分力F1的功率即力F的功率；或者分解速度，用力F乘以沿F方向上的分速度来求，故其一般表达式为P＝Fvcosα．③在公式P＝Fvcosα中，α是矢量F、v之间的夹角，cosα的作用是将两个矢量统一到一条直线上．2．P＝Fv中三个量的相互制约及应用定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度v一定F与P成正比汽