必修2課件第7章機(jī)械能守恒定律第3節(jié)

第3節(jié)功率學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1.知道功率的物理意義、定義式、單位。5個(gè)概念——功率、額定功率、實(shí)際功率、平均功率、瞬時(shí)功率2個(gè)表達(dá)式——P＝

P＝Fv2種機(jī)車啟動(dòng)方式——恒定功率啟動(dòng)，恒定牽引力啟動(dòng)2.理解功率的導(dǎo)出式P＝Fv的物理意義，并會(huì)利用功率的兩個(gè)公式來解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。3.理解平均功率和瞬時(shí)功率，了解平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率的區(qū)別與聯(lián)系。一、功率

閱讀教材第60頁“功率”部分，知道功率的概念、公式及單位。了解額定功率和實(shí)際功率的概念，知道它們的區(qū)別。1.定義：功W與完成這些功__________t的比值。3.單位：在國際單位制中，功率的單位是____，簡稱____，用____表示。1W＝1J/s。4.標(biāo)矢性：功率是_____。5.物理意義：表示物體做功______的物理量。所用時(shí)間瓦特瓦W標(biāo)量快慢6.額定功率與實(shí)際功率 (1)額定功率：是動(dòng)力機(jī)械可以___________的最大輸出功率。 (2)實(shí)際功率：是動(dòng)力機(jī)械_________時(shí)的輸出功率。 (3)關(guān)系：實(shí)際功率往往__(A.大于B.小于)額定功率，但也可以在很短時(shí)間內(nèi)__(A.大于B.小于)額定功率。長時(shí)間工作實(shí)際工作BA思考判斷1.由公式P＝

知，做功越多，功率越大。()2.做相同的功，用時(shí)短的做功較快。()3.發(fā)動(dòng)機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長時(shí)間工作。()4.功率大，做功一定多。()×√××二、功率與速度

閱讀教材第61～62頁“功率與速度”部分，知道功率與速度的關(guān)系式。1.功率與速度關(guān)系式：P＝______(F與v方向相同)。Fv2.推導(dǎo)：FvFl3.應(yīng)用：由功率與速度關(guān)系式知，汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成______，要增大牽引力，就要______速度。反比減小4.平均功率和瞬時(shí)功率(1)平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式：P＝___和P＝Fv。(2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：P＝____，其中v為瞬時(shí)速度；當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcosα。Fv思維拓展

如圖1所示，果農(nóng)在打椰子時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的椰子從高h(yuǎn)處落地。圖1(1)如何求椰子在下落過程中重力的功率？該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率？(2)如何求椰子落地時(shí)重力的功率？該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率？

[要點(diǎn)歸納]

P＝P＝Fv

適用條件(1)功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，一般用來求平均功率(2)當(dāng)時(shí)間t→0時(shí)，可由定義式確定瞬時(shí)功率(1)功率的計(jì)算式，僅適用于F與v同向的情況，一般用來求瞬時(shí)功率(2)當(dāng)v為平均速度時(shí)，所求功率為平均功率聯(lián)系(1)公式P＝Fv是P＝

的推論(2)功率P的大小與W、t無關(guān)2.公式P＝Fv中三個(gè)量的制約關(guān)系定值各量間的關(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)換低速擋減小速度v一定F與P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，獲得較大牽引力F一定v與P成正比汽車在高速路上，加大油門增大輸出功率，可以提高速度[精典示例][例1]

質(zhì)量m＝3kg的物體，在水平力F＝6N的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝3s，求： (1)力F在t＝3s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率； (2)在3s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。答案

(1)18W

(2)36W[針對(duì)訓(xùn)練1]

關(guān)于功率，以下說法中正確的是(

)D.根據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，交通工具的牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比答案D[要點(diǎn)歸納]機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式1.兩種啟動(dòng)方式的過程分析↑2.機(jī)車啟動(dòng)問題中幾個(gè)物理量的求法[精典示例][例2]

(2017·金昌高一檢測)額定功率為80kW的汽車在水平平直公路上行駛時(shí)最大速率可達(dá)20m/s，汽車質(zhì)量為2000kg，如果汽車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中阻力不變，加速度大小為2m/s2，求： (1)汽車所受阻力多大； (2)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程可以維持多長時(shí)間。(2)由牛頓第二定律得：F牽－F阻＝ma，F(xiàn)牽＝ma＋F阻＝2000×2N＋4000N＝8000N由P＝F牽v得80000＝8000v，解得v＝10m/s由v＝at解得t＝5s答案

(1)4000N

(2)5s【誤區(qū)警示】

處理機(jī)車啟動(dòng)問題應(yīng)注意三點(diǎn)：(1)公式P＝Fv中的F指的是機(jī)車的牽引力，而不是合外力。(2)只有機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力F才等于它受到的阻力Ff大小。(3)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，勻加速結(jié)束時(shí)的速度并沒有達(dá)到最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度vm。[針對(duì)訓(xùn)練2]

(2017·威海高一檢測)機(jī)車以下列兩種方式啟動(dòng)，且沿直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)阻力不變)。方式①：機(jī)車以不變的額定功率啟動(dòng)；方式②：機(jī)車的啟動(dòng)功率先隨速度均勻增加，后保持額定功率不變。如圖2給出的四個(gè)圖象中，能夠正確反映機(jī)車的速度v隨時(shí)間t變化的是(

)圖2A.甲對(duì)應(yīng)方式①，乙對(duì)應(yīng)方式②B.乙對(duì)應(yīng)方式①，丙對(duì)應(yīng)方式②C.甲對(duì)應(yīng)方式①，丙對(duì)應(yīng)方式②D.丙對(duì)應(yīng)方式①，丁對(duì)應(yīng)方式②答案

B1.(對(duì)功率的理解)關(guān)于功率，下列說法正確的是(

) A.功率是說明力做功多少的物理量 B.功率是說明力做功快慢的物理量 C.做功時(shí)間越長，功率一定越小 D.力做功越多，功率一定越大

解析

功率的物理意義是描述做功的快慢，功率大則做功快，功率小則做功慢，功率的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，故B正確。

答案B2.(瞬時(shí)功率的計(jì)算)(2017·昆明高一檢測)一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑固定斜面頂端由靜止下滑，下滑時(shí)離地面的高度為h，如圖3所示，當(dāng)物體滑到斜面底端時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為(

)圖3答案

B3.(對(duì)平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算)(多選)質(zhì)量為3kg的物體，從高45m處自由落下(g取10m/s2)，那么在下落的過程中(

) A.前2s內(nèi)重力做功的功率為300W B.前2s內(nèi)重力做功的功率為675W C.第2s末重力做功的功率為600W D.第2s末重力做功的功率為900W答案AC4.(機(jī)車啟動(dòng)問題)(多選)如圖4所示為一汽車在平直的公路上由靜止開始運(yùn)動(dòng)的速度圖象，汽車所受阻力恒定。圖中OA為一段直線，AB為一曲線，BC為一平行于時(shí)間軸的直線，則(

)圖4A.OA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的B.OA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力恒定C.AB段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可能是恒定的D.BC段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的解析

OA為一段直線，說明OA段汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力不變，根據(jù)P＝Fv可知，速度增大，功率增大，故A錯(cuò)誤，B正確；AB為一曲線，斜率逐漸減小，則加速度逐漸減小，牽引力減小，根據(jù)P＝Fv可知，牽引力減小，速度增大，功率可能不變，故C正確；BC為一平行于時(shí)間軸的直線，則汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，不變，速度也不變，根據(jù)P＝Fv可知，功率不變，故D正確。答案