功與功率+高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

功和功率思考與討論起重機(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？時(shí)間相同，做的功越多，做功越快乙起重機(jī)在30秒內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度甲起重機(jī)在60秒內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度1、這兩個(gè)起重機(jī)對(duì)貨物做的功有什么關(guān)系？相同2、這兩個(gè)起重機(jī)哪一個(gè)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(shí)間越短，做功越快

兩球同時(shí)從不同高度作自由落體運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若m1=0.5kg，m2=2kg，h1=20m，h2=5m，則重力對(duì)兩球做的功分別為多少?(g=10m/s2)h1h2兩球完成做功過(guò)程所需的時(shí)間又分別為多少？如何來(lái)比較做功的快慢？？1、物理意義：是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。

3、公式：

4、功率是標(biāo)量：功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。5、功率的單位：瓦特（W）常用單位：

kW一、功率的概念2、定義：功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值（單位時(shí)間內(nèi)做功的多少）W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tl二、功率與速度的關(guān)系1、推導(dǎo)：二、功率與速度的關(guān)系2、對(duì)公式P=F·v的理解：(1)力F與速度v是同一物體的兩個(gè)物理量,且具有同時(shí)性；(2)力F可以是恒力,也可以是變力；可以是某一個(gè)力,也可以是幾個(gè)力的合力；(3)速度可能是恒定的,也可能是變化的；可以是瞬時(shí)速度,也可以是平均速度；定值各量間的關(guān)系應(yīng)用P一定F與v成反比汽車上坡時(shí)，要增大牽引力，應(yīng)換擋減小速度v一定P與F成正比汽車上坡時(shí)，要使速度不變，應(yīng)加大油門，增大輸出功率，獲得較大的牽引力F一定P與v成正比汽車在高速公路上，加大油門，增大輸出功率，可以提高速度（4）P、F、v的制約關(guān)系二、功率與速度的關(guān)系三、平均功率與瞬時(shí)功率平均功率瞬時(shí)功率定義物體在某一段時(shí)間內(nèi)做功的功率物體在某一時(shí)刻做功的功率公式物理意義只能粗略地描述物體做功的快慢能精確地描述物體做功的快慢類比物理量平均速度、平均加速度瞬時(shí)速度、瞬時(shí)加速度注意

【例2】發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)所能輸出的最大功率。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1800N，求發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54km/h時(shí)受到的阻力不變，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是多少？Ff【解】汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力F=f=1800N由于P＝Fv，所以額定功率下的速度為：

v=P/F=33.3m/s=120km/h當(dāng)汽車以速度v=54km/h=15m/s行駛時(shí)，有：

輸出功率P＝Fv=27kW

發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率不能無(wú)限制地增大，所以汽車上坡時(shí)，司機(jī)要用“換擋”的辦法減小速度，來(lái)得到較大的牽引力。

不過(guò)，在發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，通過(guò)減小速度提高牽引力或通過(guò)減小牽引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。1.額定功率：是指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。2.實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。2.在日常生活中，我們經(jīng)常說(shuō)某臺(tái)機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個(gè)力對(duì)物體做功的功率。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。1.機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率。機(jī)車啟動(dòng)物理量P額：額定功率P實(shí)：實(shí)際功率F：牽引力v：瞬時(shí)速度f(wàn)：阻力當(dāng)F=f阻時(shí)，a＝0

，v達(dá)到最大

保持vm勻速vF＝vPa＝mF－f阻↑→↓↑→→↓↓vm＝f阻P類型一：以恒定功率P額啟動(dòng)F阻F牽F阻F牽vmv—t圖象加速階段的圖象勻速階段的圖象a減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)v0=0，P恒=P額vmvt0對(duì)關(guān)鍵時(shí)刻和關(guān)鍵位置進(jìn)行圖像分析：vmvt0Pt0功率恒定不變當(dāng)F=f阻時(shí)，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(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)a＝mF－f阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑