2012高一物理课件：第四章 第七节 功率 （粤教版必修2）

(共19张PPT)
第七节 功率
一、功率
功率
1．做功的快慢：物体做功有快慢之分，一般用______表示
物体做功的快慢．
做功
2．功率：单位时间内物体______的多少叫功率，用 P 表示．
3．定义式：P＝____.
4．单位：_______，简称____，符号为 W,1 W＝1 J/s，1 kW
＝1 000 W.
瓦特
瓦
W
t
5．推导式：当力与物体运动方向一致时，P＝____.
Fv
[超级爆炸]大爆炸总是伴随着短时间内高能量的释放，其
功率非常巨大．太阳的辐射功率达到了4×1026 W，但宇宙中最
大的能量释放应该属于现在还是未解之谜的伽马射线暴，比超
新星爆炸还厉害．
伽马射线暴是超级天体发生剧变时(比如中子星碰撞、黑
洞合并)，超短时间向两极释放高能量的现象．如果地球被伽马
射线暴近距离对准，那么地球会像科幻电影拍的一样被熔化消
失掉！
1997 年发生的伽马射线暴在 50 s 内所释放出的能量相当于
整个银河系 200 年的总辐射能量！那么这次伽马射线暴的功率
是银河系的多少倍？
图 4－7－1
二、额定功率和实际功率
最大
不变
1．额定功率：机械正常工作时允许达到的______功率，不
同机械额定功率一般不同，同一机械额定功率______．
2．实际功率：机械_____工作时的功率，同一机械实际功
率随工作情况而变．一般来说 P额≥P实．
实际
要点1
功率的理解及计算
1．功率的推导式
一般用于求解某段时间内的平均功率．
(2)P＝Fvcos α.通常用来计算瞬时功率，也可用来计算平均
功率．若 v 表示物体运动某一时刻的瞬时速度，则 P 表示该时
刻的瞬时功率．若 v 表示物体运动某时间间隔的平均速度，则
P 表示该时间间隔的平均功率．(α为力和瞬时速度的夹角)
(3)提到功率时要明确是哪个力的功率．汽车的功率是指汽
车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率．
内容
项目 定义 公式 类比物理量
平均功率 在一段时间内或某一
过程中做功的快慢 W
P＝— 或 P＝F v
t 平均速度、
平均加速度
瞬时功率 物体在某一时刻或某
一位置时做功的快慢 P＝Fv，v 为某
时刻的速度 瞬时速度、
瞬时加速度
3．平均功率与瞬时功率的比较
【例 1】(双选)关于功率的概念，下面的说法中正确的是(
)
A．功率是描述力对物体做功多少的物理量
C．若力和速度方向相同，由 P＝Fv 可知，力越大，速度
越大，则功率越大
D．某个力对物体做功越多，它的功率就一定越大
解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量，选项A 错；
功率的大小除了和功有关以外还和时间有关，故D 错．
答案：BC
1．质量是 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，(g 取 10 m/s2)求：
(1)5 s 内拉力对物体所做的功的多少；
(2)5 s 内拉力的平均功率；
(3)5 s 末拉力的瞬时功率．
图11
解：物体受力情况如图11 所示，其中F 为
拉力，mg 为重力．物体受一个大小为4 N 的合力，方向向上．
由牛顿第二定律可知物体的加速度为
a＝
F－mg
m
＝2 m/s2
要点2
机车启动问题
机动车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定
加速度启动．
(1)以恒定功率启动过程．
乙
甲
图 4－7－2
(2)以恒定加速度启动过程．
①机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，如图
4－7－2 乙所示．匀加速运动结束时的速度并未达到整个过程的
最大速度 vm，只是达到匀加速阶段的最大速度．
②在 P＝Fv 中，因为 P 为机动车牵引力的功率，所以对应
的 F 是牵引力，并非合力．
【例2 】一辆汽车的额定功率为 100 kW ，质量为 1.0×
104 kg，设阻力恒为车重的 0.1 倍，g 取 10 m/s2，求：
(1)若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速度是
多大？
(2)若汽车保持以 0.5 m/s2 的加速度匀加速运动时，其匀加
速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为 8 m/s 时，汽车
的加速度有多大？
P P 100×103
vm＝ ＝ ＝
F kmg 0.1×1.0×104×10
m/s＝10 m/s
解：(1)当a＝0，即 F＝Ff 时速度最大，由P＝Fv 得
2．(2011 年佛山一中期末)一种氢气燃料的汽车，质量为 m
＝2.0×103 kg，发动机的额定输出功率为 80 kW，行驶在平直
公路上时所受阻力恒为车重的 0.1 倍．若汽车从静止开始先匀
加速启动，加速度的大小为 a＝1.0 m/s2.达到额定输出功率后，
汽车保持功率不变又加速行驶了 800 m，直到获得最大速度后
才匀速行驶．(取 g＝10 m/s2)试求：
(1)汽车的最大行驶速度；
(2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．
解：(1)当汽车的牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶
速度，设最大行驶速度为vm，有
P＝Fvm，F＝f＝kmg，k＝0.1
由以上各式解得vm＝40 m/s
(2)设汽车达到额定输出功率时的速度为 v，从静止到匀加
速运动阶段结束所用时间为t1，则有
F－f＝ma，P＝Fv，v＝at1，
解得 F＝4 000 N，v＝20 m/s，t1＝20 s
设汽车达到额定输出功率后，以恒定功率加速行驶的时间
解得 t2＝35 s, 所以，总时间为 t＝t1＋t2＝55 s.