机械能守恒定律3.ppt

1、第七章 机械能守恒定律,3功率,一、功率 1物理意义：功率是表示 的物理量 2定义： 跟 的比值叫做功率 3定义式：,做功快慢,一个力所做的功,完成这些功所用时间,4单位：在国际单位制中，功率的单位是 ，简称 ，符号是 . 1 W J/s,1 kW W 5功率有平均功率和瞬时功率之分，用公式 计算的一般是一段时间内的 ,瓦特,瓦,W,1,103,平均功率,二、额定功率和实际功率 1额定功率：指电动机、内燃机等动力机械在 条件下可以长时间工作的 功率 2实际功率：指电动机、内燃机等动力机械工作时的 功率 实际功率往往 额定功率，但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以使实际功率在短时间内大于额定功

2、率,正常,最大,实际,小于,三、功率与速度 1当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，力对物体做功的功率，等于 与受力物体 的乘积,这个力,运动速度,2公式： . (1)若v是平均速度，则PFv计算的是一段时间内的平均功率； (2)若v是瞬时速度，则PFv计算的是某一时刻的瞬时功率,PFv,3从PFv可以看出，当发动机的功率一定时，牵引力F与速度v成 ，要增大牵引力，就要 速度所以汽车上坡时，司机要换 挡减小速度，得到较大的牵引力；在平直公路上，汽车受到的阻力较小，这时可以使用 挡，在发动机功率相同的情况下使汽车获得较高的速度,反比,减小,低,高,1PFv的理解？ (1)F与v的关系 同体性：

3、F与v是对应同一物体的两个物理量 同时性：F与v必须对应物体同一时刻的值 同向性：F与v二者方向应在一条直线上,(2)对F、v的理解 F可以是恒力，也可以是变力，可以是某一个力，也可以是某几个力的合力；物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的，利用PFv这一表达式，可以求恒力在某时刻的功率，也可以求变力在某时刻的功率，可以求某个力的功率，也可以求合力的功率,(3)对PFv的理解 当P一定时，F与v成反比，如汽车爬坡时，P一定时，必须减小速度v，才能获得较大的牵引力；当v一定时，F与P成正比，如汽车爬坡时速度v不变，则必须加大油门，以增大功率来获得较大的牵引力；当F一定时，P与v成正比，如汽车、轮

4、船等牵引力一定时，速度v越大，其功率P就越大,(2)公式PFv是功率的一种计算方法，v可以是平均速度，也可以是瞬时速度，因此PFv既可计算平均功率也可以计算瞬时功率,(3)对速度v的理解要注意以下几点：物体的速度可以是恒定的，也可以是变化的；物体速度的大小、方向都发生变化时，仍可以求力的功率如在平抛物体的运动中，尽管物体的速度大小、方向都不断发生改变，但重力的方向及大小都不变，而物体的竖直分速度vygt.因此，平抛物体经时间t时，重力的功率Pmgvymggtmg2t.,3汽车的两种启动方式 汽车启动问题有恒定功率启动和匀加速启动两种方式： (1)恒定功率启动过程：即汽车保持恒定的功率，由变加速

5、运动(a)到匀速运动(a0)，各量的变化情况是：,可见，汽车达到最大速度时，a0，FF阻，PF阻vmax，这一启动过程的vt图象如图731所示.0t1时间内为启动过程，t1时刻后汽车匀速运动,(2)匀加速启动过程：即汽车先以恒定的加速度启动，达到额定功率Pmax后再以恒定功率运动，因此启动过程分为两个阶段：,题型一平均功率和瞬时功率的计算 【例1】如图733所示，质量为m2 kg的木块在倾角37的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：sin370.6，cos370.8.g取10 m/s2.求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s

6、末重力的瞬时功率,(2)公式PFv是功率的一种计算方法，v可以是平均速度，也可以是瞬时速度，因此PFv既可以计算平均功率，也可以计算瞬时功率,应用11质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5 s，求5 s内拉力对物体所做的功是多少？5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少？(g取10 m/s2),5 s末拉力的瞬时功率P为 PFv2410W240 W. 答案：600 J120 W240 W,应用12将一质量为m的物体从离地面h处，以速度v0水平抛出，求物体从抛出到落地过程中重力的功率和在物体刚要落地时重力的功率(不计空气阻力),题型二机车启动问题

7、【例2】一辆总质量为15 t的卡车，其额定功率是180 kW，假定它在平直的公路上运行时受到的阻力是卡车总重的0.03倍，试求： (1)卡车以1.5 m/s2的加速度由静止开始匀加速运动所经历的时间是多少； (2)分析卡车的运动情况并求出卡车运动的最大速度是多大,【答案】(1)4.4 s(2)40 m/s,应用21汽车发动机的功率P60 kW，若其总质量为m5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为F5.0103 N，则： (1)汽车保持恒定功率启动时：求汽车所能达到的最大速度vmax.当汽车加速度为2 m/s2时，速度是多大？当汽车速度是6 m/s时，加速度是多大？ (2)若汽车以a0.5 m

8、/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？,解析：汽车在运动中所受的阻力大小为：F5103N. (1)汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大,(2)当汽车以恒定加速度a0.5 m/s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F4，由牛顿第二定律得： F4Fma， F4Fma5103 N51030.5 N7.5103 N. 汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为：,题型三生产和生活实际中的功率问题 【例3】正常人心脏在一次搏动中泵出血液70 mL，推动血液流动的平均压强为1.6104 P

9、a，设心脏主动脉的内径约为2.5 cm，每分钟搏动75次，求： (1)心脏推动血液流动的平均功率是多大？ (2)血液从心脏流出的平均速度是多大？,【答案】(1)1.4 W(2)0.18 m/s,答案：D,2一汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是() A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大 B汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大 C汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大 D当牵引力等于阻力时，速度达到最大值,解析：汽车的发动机输出功率恒定，即P一定，则由公式PFv可得：v增大，F减小，但由于合外力方向与汽车运动

10、方向一致，因此汽车速度仍在增大，当汽车受到的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大值，而后进行匀速运动，故选CD. 答案：CD,3某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v1，装满货物后的最大速度为v2，已知汽车空车的质量为m0，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装的货物的质量是(),答案：A,4(2010新课标全国高考)如图735所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断() A在0t1时间内，外力做正功 B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大 C在t2时刻，外力的功率最大 D在t1t3时间内，外力做的总功为零,解析：由vt图象可知：在0t1时间内外力做正功 由PFv可知：在F变小，v变大情况下，无法判定P如何变化 t2时刻v0，故外力瞬时功率为0. t1t3时间内，位移为0，故外力做的总功为0. 答案：AD,5质量为m、发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，测得发动机的实际功率为P1.假定运动中所受阻力恒定，它在平直公路上匀速行驶的最大速度是多少？,6额定功率为80 kW的