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第三節(jié)功率思考與討論 起重機甲在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了10m。另一臺起重機乙在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了5m。1、這兩個起重機對貨物做功的有什么關(guān)系?甲大于乙2、這兩個起重機哪一個做功的快?甲比乙快3、你是怎么比較它們做功快慢的?時間相同,做的功越多,做功越快FM乙起重機在30秒內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度FM思考與討論甲起重機在60秒內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度1、這兩個起重機對貨物做的功有什么關(guān)系?相同2、這兩個起重機哪一個做功的快?乙比甲快3、你又是怎么比較它們做功快慢的?做功相同,時間越短,做功越快兩球同時從不同高度做自由落體運動,如圖所示,若m1=,m2=1g,h1=20m,h2=5m,則重力對兩球做的功分別為多少g=10m/s2h1h2兩球完成做功過程所需的時間又分別為多少?如何來比較做功的快慢思考與討論m1m21、功率的物理意義:是表示力對物體做功快慢的物理量。也表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。3、公式:比值定義法4、功率是標(biāo)量。其大小由做功物體本身的因素決定。5、功率的單位:瓦特(W)常用單位:W一、功率的概念2、定義:功W跟完成這些功所用時間t的比值想一想:人力直接做功能否像起重機做功那樣快?汽車做功能否像飛機做功那樣快?人如果做功過快,會產(chǎn)生什么后果呢?汽車超負(fù)荷運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生什么后果呢?奧運長跑運動員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢?為什么?人做功過快,會引起疲勞、甚至受傷、生病等,汽車超負(fù)荷工作會造成發(fā)動機熄火或燒毀。這種現(xiàn)象說明了什么呢?二、額定功率和實際功率1、額定功率:是指機器在額定轉(zhuǎn)速下可以長時間工作的最大輸出功率,也就是機器銘牌上的標(biāo)稱值。2、實際功率:是指機器在工作中實際輸出的功率。3、機器不一定在額定功率下工作,機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率,機器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率,但不允許長時間超過額定功率。例題:的物體,從地面上方20m高處開始做自由落體運動,g取10m/s2①第1s內(nèi)下落的位移是多少?②這1s內(nèi)重力對物體做多少功?③第2s內(nèi)物體下落的位移是多少?④第2s內(nèi)重力對物體做多少功?⑤前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大?⑥這2s時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大?h1=5mw1=50Jh2=15mw2=150JP1=50WP2=150WP3=100W反思:通過以上的計算,說明了什么問題?說明:即使是同一個力做功,做功的功率也可能是變化的,在一段時間內(nèi)力對物體做功的功率,實際上是這段時間內(nèi)力對物體做功的平均功率。平均功率:描述一段時間內(nèi)做功的平均快慢瞬時功率:表示在某一時刻做功的快慢P=tW當(dāng)t很短很短時,此式表示瞬時功率當(dāng)t表示一段時間時,此式表示平均功率三、平均功率和瞬時功率汽車以額定功率在平直公路行駛時,若前方遇到了一段較陡的上坡路段,汽車司機要做好什么調(diào)整,才能確保汽車駛到坡頂?為什么?觀察與思考反思:這說明了什么問題?若一個物體在水平恒力F的作用下,以速度v勻速直線運動了一段時間t,則這段時間t內(nèi)恒力F做功的功率與速度的關(guān)系。思考與推理拓展:若物體在水平恒力F作用下作變速運動了一段時間t,則恒力F在時間t內(nèi)做功的功率又如何呢?若力F與水平成θ角呢?四、功率與速度的關(guān)系W=FscosαP=tWP=FvcosαP=tFscosαvFαv1v2FαvF2F1P=vFcosαP=Fvcosαv=tS四、功率與速度的關(guān)系功率與速度的關(guān)系P=Fvcosα若v表示瞬時速度,則P表示瞬時功率若v表示平均速度,則P表示平均功率對于公式P=Fv1、當(dāng)P一定時,F(xiàn)和v有什么關(guān)系?2、當(dāng)F一定時,P和v有什么關(guān)系?3、當(dāng)v一定時,F(xiàn)和P有什么關(guān)系?當(dāng)F與v同方向時(α=0),P=Fv反比正比正比解:例題由P=Fv得勻速行使時,汽車的牽引力F=F阻=1800N某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60W,在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N,求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行使的速度在同樣的阻力下,如果行駛速度只有54m/h,發(fā)動機輸出的實際功率是多少FPv=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv’=54m/h=15m/s以較低的速度行使時,實際功率P’=Fv’=1800×15W=27W注意:汽車的功率就是汽車牽引力的功率2、定義式:小結(jié)P=tW1、物理意義:表示做功快慢的物理量3、計算式:P=Fvcosα該式一般用于求平均功率4、單位:在國際單位制中瓦特W該式用于求瞬時功率、平均功率1、關(guān)于功率以下說法中正確的是()A、據(jù)P=W/t可知,機器做功越多,其功率就越大B、據(jù)P=Fv可知,汽車牽引力一定與速度成反比C、據(jù)P=W/t可知,只要知道時間t內(nèi)機器所做的功,就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻機器做功的功率D、根據(jù)P=Fv可知,發(fā)動機功率一定時,交通工具的牽引力與運動速度成反比。D練習(xí)題2、某人用同一水平恒力F先后兩次拉同一物體,第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)s距離,第二次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)s距離,若先后兩次拉力做的功為W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,則AW1=W2,P1=P2BW1=W2,P1>P2CW1>W(wǎng)2,P1>P2DW1>W(wǎng)2,P1=P2BF3、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體物體在空中運動3s落地,不計空氣阻力,取g=10m/s2,則物體落地時,重力的瞬時功率為A400WB300WC500WD700WB4、質(zhì)量相同的A、B兩球,分別從同一高度以不同的初速度水平拋出,A球的初速度大于B球的初速度,不計空氣阻力,則從拋出到落地過程中有()球做功的平均功率小些、B兩球做功的平均功率相同球的重力瞬時功率較大、B兩球的重力瞬時功率相等BD注意:必須弄清是何種類型的功率,正確選擇公式。5、質(zhì)量m=3g的物體,在水平力F=6N的作用下,在光滑的水平面上從靜止開始運動,運動時間t=3s,求:(1)力F在t=3s內(nèi)對物體所做的功。(2)力F在t=3s內(nèi)對物體所做功的平均功率。(3)在3s末力F對物體做功的瞬時功率。下面請同學(xué)們打開課本,問題與練習(xí),第4題。類型1:汽車以恒定功率P啟動專題:汽車啟動問題P=Fv發(fā)動機的實際功率發(fā)動機的牽引力汽車的瞬時速度當(dāng)F=F阻時,a=0,v達(dá)到最大保持vm勻速vF=vPa=mF-F阻↑→↓↑→→↓↓vm=F阻P加速度逐漸減小的變加速直線運動勻速直線運動vm汽車以恒定功率啟動的v-t圖專題:汽車啟動問題先做加速度逐漸減小的變加速直線運動,最終以速度做勻速直線運動。vm=F阻Pvt0類型2:汽車以恒定加速度a啟動當(dāng)F=F阻時,a=0,v達(dá)到最大保持vm勻速F=vP額a=mF-F阻↑→↓v↑↓→→↓vm=F阻P額加速度逐漸減小的變加速直線運動勻速直線運動a=mF-F阻→→→→F→v↑P=Fv↑↑→當(dāng)P=P額時,保持P額繼續(xù)加速勻加速直線運動專題:汽車啟動問題汽車以恒定加速度啟動的v-t圖先做勻加速直線運動,再做加速度逐漸減小的變加速直線運動,最終以速度做勻速直線運動。vt0vm=F阻P額vm專題:汽車啟動問題練習(xí):汽車發(fā)動機的額定功率為60W,汽車質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的01倍,g取10m/s2,問:①汽車保持額定功率從靜止起動后能達(dá)到的最大速度是多少②2的加速度從靜止開始做勻加速運動,這一過程能維持多長時間
①12m/s②16s的物
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