【課件】1.2功率課件-魯科版（2019）高中物理必修第二冊(cè)

1、第第2 2 節(jié)節(jié) 功率功率復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)引入： 1.功的公式？WFs cos2.正、負(fù)功的條件及意義正、負(fù)功的條件及意義 ？1.條件條件:(1) 正功正功: :0902.意義意義: (1)正功、動(dòng)力、推動(dòng)作用正功、動(dòng)力、推動(dòng)作用 ; (2) 負(fù)功負(fù)功: : 90180(2)負(fù)功負(fù)功、阻力、阻礙作用阻力、阻礙作用 世界單機(jī)功率最大的電力機(jī)車在大同下線什么是功率？思考一 一、起重機(jī)甲在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了10m.另一臺(tái)起重機(jī)乙在 30s 內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了5m。1、這兩個(gè)起重機(jī)對(duì)貨物做功的有什么關(guān)系？甲大于乙2、這兩個(gè)起重機(jī)哪一個(gè)做功的快？ 甲比乙快3、你是怎么比較它們做功快慢的？

2、時(shí)間相同，做的功越多，做功越快思考與討論 二、甲起重機(jī)在60秒內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度，乙起重機(jī)在30秒內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度.1、這兩個(gè)起重機(jī)對(duì)貨物做的功有什么關(guān)系？2、這兩個(gè)起重機(jī)哪一個(gè)做功的快？3、你又是怎么比較它們做功快慢的？乙比甲快做功不同，時(shí)間不同，如何比較做功的快慢？思考二 1.物理意義：反映物體做功的快慢。2.定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，叫做功率。3.公式： 4.單位：瓦特（國(guó)際單位制中）簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)是W，1W1J/s。常用單位：千瓦（kW），1kW1000W。 5.功率是標(biāo)量。WPt一、功率的含義：一、功率的含義： 1.額定功率：是指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出

3、功率L二、常見(jiàn)機(jī)械的功率：二、常見(jiàn)機(jī)械的功率： 2.實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。注注：對(duì)一切機(jī)車，車輛設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定了正常行駛時(shí)最：對(duì)一切機(jī)車，車輛設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定了正常行駛時(shí)最大功率，即額定功率大功率，即額定功率(銘牌上標(biāo)明銘牌上標(biāo)明)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際功率，可以小于額定功率但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)。實(shí)際功率，可以小于額定功率但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)。 故有：故有：P實(shí)實(shí)P額額。 一個(gè)物體在水平恒力F的作用下，以速度v勻速直線運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間t，試求這段時(shí)間t內(nèi)恒力F做功的功率。PFvW=FlWPtl=vtFlPt三、功率與力、速度的關(guān)系：三、功率與力、速度的關(guān)系： 注：注： P=Fv

4、(1) (1)式中式中F指的是指的是v方向上的力。方向上的力。 若若F與與v互成角度互成角度 ，(2)公式給出公式給出P、F、v三者相互制三者相互制 約的關(guān)系。約的關(guān)系。 F1F2P=Fvcos (為為F、v夾角夾角)Fv則有：則有： PF=PF1= F1 V, 而而F1 =Fcos 則，公式變?yōu)閯t，公式變?yōu)?FstW P v FP1、平均功率：平均功率：注：注：平均功率：平均功率：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)一段時(shí)間一段時(shí)間或或一個(gè)過(guò)程；一個(gè)過(guò)程； 瞬時(shí)功率：瞬時(shí)功率：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)刻一個(gè)時(shí)刻或或一個(gè)位置。一個(gè)位置。2 2、瞬時(shí)功率：、瞬時(shí)功率： P=Fv 代入瞬時(shí)速度，即得瞬時(shí)功率。代入瞬時(shí)速度，即得瞬時(shí)功率

5、。表示在表示在一段時(shí)間內(nèi)一段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的力對(duì)物體做功的平均快慢平均快慢. .計(jì)算計(jì)算：表示在表示在某一時(shí)刻某一時(shí)刻力對(duì)物體做功的力對(duì)物體做功的快慢快慢. .計(jì)算計(jì)算：P Fv一 、為什么汽車爬坡時(shí)必須使用低速檔PtW與 PFv 有什么區(qū)別二、討論實(shí)際問(wèn)題討論實(shí)際問(wèn)題2、汽車上坡時(shí)若要汽車上坡時(shí)若要保持保持v不變，不變，該怎么辦？該怎么辦？ 分析分析：v一定，一定， 分析分析：P P一定，一定，PF ，F(xiàn) F增增大大P P增大增大加大油門加大油門1、汽車上坡時(shí)若要汽車上坡時(shí)若要保持保持P P不變不變，該怎么辦？，該怎么辦？v1F F ，v減小減小F增加增加換擋減速換擋減速FfV不變不變F

6、fvV不變不變P增大增大注：此時(shí)汽車必須有增大功率的余地，取有足夠大的額注：此時(shí)汽車必須有增大功率的余地，取有足夠大的額定功率定功率FfV減小減小FfvP不變不變V減小減小例例1 1、某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw，在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力是1500N. 求:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下汽車勻速行駛的速度。 (2)在同樣的阻力下，如果行駛速度只有15m/s，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是多少？Ffv勻速行駛勻速行駛2.質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體從傾角為的物體從傾角為的光滑斜面頂端的光滑斜面頂端由靜止滑下，滑到斜面底端時(shí)的速度為由靜止滑下，滑到斜面底端時(shí)的速度為v，求，求:重力的重力的瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率為

7、多少？為多少？VmgF1F2Vmgv機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式P = Fv汽車加速啟動(dòng)有兩種方式：汽車加速啟動(dòng)有兩種方式：1、以、以額定功率額定功率P額額啟動(dòng)啟動(dòng);2、以、以恒定的加速度恒定的加速度啟動(dòng)。啟動(dòng)。當(dāng)當(dāng)F= =F阻阻時(shí)，時(shí)，a0 ，v達(dá)到達(dá)到最大最大 保持保持 vm勻速勻速vFvPamFF阻阻vmF阻阻Pv加速度逐漸減小加速度逐漸減小的的變加速變加速直線運(yùn)直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)v勻速勻速直線直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)v1、以額定功率、以額定功率P額額啟動(dòng)啟動(dòng)先做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終以先做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終以速度速度 做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。vmF阻阻Pvt0

8、vm記住兩個(gè)公式記住兩個(gè)公式（1）瞬時(shí)加速度公式）瞬時(shí)加速度公式:=(2)最大速度公式最大速度公式vmF阻阻P1、以額定功率、以額定功率P額額啟動(dòng)啟動(dòng)質(zhì)量為質(zhì)量為m=5103 kg的汽車在水平公路上行駛，阻的汽車在水平公路上行駛，阻力是車重的力是車重的0.1倍倍.讓車保持額定功率為讓車保持額定功率為60 kW,從靜從靜止開(kāi)始行駛，求（止開(kāi)始行駛，求（g取取10 m/s2）：）：（1）汽車達(dá)到的最大速度）汽車達(dá)到的最大速度vmax;（2）汽車車速）汽車車速v1=2 m/s時(shí)的加速度時(shí)的加速度.【解析解析】（1）由）由P=Fv=F阻阻vmax得：得：（2）當(dāng)）當(dāng)v1=2 m/s時(shí)，設(shè)此時(shí)牽引力為時(shí)

9、，設(shè)此時(shí)牽引力為F1 3max360 10m/s12 m/s.0.10.1 5 1010PPvFmg阻阻341160 10 N3 10 N,2PFv由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F1-F阻阻=ma,所以所以4322133 100.1 5 1010 m/s5 m/s .5 10Fmgam 【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】機(jī)車以額定功率啟動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)可分為兩個(gè)過(guò)程：第機(jī)車以額定功率啟動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)可分為兩個(gè)過(guò)程：第一個(gè)過(guò)程是加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)過(guò)程就一個(gè)過(guò)程是加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)過(guò)程就是勻速直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng). .當(dāng)當(dāng)F= = F阻阻時(shí)，時(shí)，a0 ，v達(dá)到達(dá)到最大最大 保持保持

10、 vm勻速勻速FvP額額amFF阻阻vvmF阻阻P額額amFF阻阻FvPF v當(dāng)當(dāng)P= = P額額時(shí)，保時(shí)，保持持P額額繼續(xù)加速繼續(xù)加速2 2、以恒定的加速度、以恒定的加速度a a啟動(dòng)啟動(dòng)2 2、以恒定的加速度、以恒定的加速度a a啟動(dòng)啟動(dòng)圖像：圖像：點(diǎn)點(diǎn) 2、當(dāng)當(dāng)F=F阻阻時(shí)時(shí)速度最大速度最大。特特 1、先先勻加速勻加速再再變加速變加速最后最后勻速。勻速。v vt tv vmm勻加速勻加速變加速變加速勻速勻速 第一種方式：第一種方式： 汽車以汽車以恒定功率恒定功率啟動(dòng)啟動(dòng) 第第二二種方式：種方式： 汽車以汽車以恒定加速度恒定加速度啟動(dòng)啟動(dòng) 共同點(diǎn)共同點(diǎn): :當(dāng)當(dāng)F牽牽=F阻阻,a=0,汽車做

11、勻速直汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)線運(yùn)動(dòng)時(shí), v達(dá)最大值達(dá)最大值, vm=P額額/ F阻阻。v vt tv vmm勻加速勻加速變加速變加速勻速勻速變加速變加速勻速勻速1.正確分析物理過(guò)程。2.抓住兩個(gè)基本公式：（1）功率公式：P=Fv，其中P是汽車的功率，F(xiàn)是汽車的牽引力，v是汽車的速度。（2）牛頓第二定律：F-f=ma，如圖1所示。3.正確分析啟動(dòng)過(guò)程中P、F、f、v、a的變化抓住不變量、變化量及變化關(guān)系。 正確分析汽車啟動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵抓住三點(diǎn)：正確分析汽車啟動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵抓住三點(diǎn)：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為 P=60kw 并保持不變，并保持不變，汽車的質(zhì)量為汽車的質(zhì)量為5T，汽車在平

12、直公路行駛時(shí)，阻力是，汽車在平直公路行駛時(shí)，阻力是車重的車重的0.1倍，（倍，（g=10m/s2）求）求: 1）汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度。）汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度。 2）當(dāng)汽車的加速度為）當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)，速度為多大？時(shí)，速度為多大？ 3）當(dāng)汽車的速度為）當(dāng)汽車的速度為6m/s時(shí)，加速度為多大？時(shí)，加速度為多大？ smsmkmgP/12/1051 . 01060VkmgF43m時(shí)，速度最大：當(dāng)smsmmakmgPmakmgP/4/101051060vv43311112233422110510510VsmsmmkmgPa解：解：總結(jié)：總結(jié)：1、做勻加速運(yùn)動(dòng)只能維持一段時(shí)間、做勻加速運(yùn)動(dòng)只能維持一段時(shí)間,在這段在這