1.2 功率 课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第2 节 功率
复习引入：
1.功的公式？
W＝Fs cosα
2.正、负功的条件及意义 ？
1.条件:(1) 正功:0≤α＜90°
2.意义: (1)正功、动力、推动作用 ;
(2) 负功: 90°＜α≤180°
(2)负功、阻力、阻碍作用
世界单机功率最大的电力机车在大同下线
什么是功率？
思考一
一、起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m.另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。
1、这两个起重机对货物做功的有什么关系？
甲大于乙
2、这两个起重机哪一个做功的快？
甲比乙快
3、你是怎么比较它们做功快慢的？
时间相同，做的功越多，做功越快
思考与讨论
F
M
F
M
二、甲起重机在60秒内把1吨的货物提到预定的高度，乙起重机在30秒内把1吨的货物提到相同的高度.
1、这两个起重机对货物做的功有什么关系？
相同
2、这两个起重机哪一个做功的快？
3、你又是怎么比较它们做功快慢的？
做功相同，时间越短，做功越快
乙比甲快
做功不同，时间不同，如何比较做功的快慢？
思考二
1.物理意义：反映物体做功的快慢。
2.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。
3.公式：
4.单位：瓦特（国际单位制中）简称瓦，符号是W，1W＝1J/s。常用单位：千瓦（kW），1kW＝1000W。
5.功率是标量。
一、功率的含义：
1.额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率．
L
二、常见机械的功率：
2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
注：对一切机车，车辆设计时规定了正常行驶时最大功率，即额定功率(铭牌上标明)，发动机工作时的实际功率，可以小于额定功率但不能长时间超过。
故有：P实≤P额。
一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。
W=Fl
l=vt
三、功率与力、速度的关系：
注： P=Fv ·········(1)
(1)式中F指的是v方向上的力。
若F与v互成角度α ，
(2)公式给出P、F、v三者相互制 约的关系。
F1
F2
P=Fvcosα (α为F、v夹角)
F
α
v
则有： PF=PF1= F1 V, 而F1 =Fcos α
则，公式变为:
F
s
1、平均功率：
注：平均功率：对应一段时间或一个过程；
瞬时功率：对应一个时刻或一个位置。
2、瞬时功率：
P=Fv
代入瞬时速度，即得瞬时功率。
表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
计算：
表示在某一时刻力对物体做功的快慢.
计算：
思考与讨论
P＝ Fv
一 、为什么汽车爬坡时必须使用低速档
P＝
t
W
与 P＝Fv 有什么区别
二、
讨论实际问题
2、汽车上坡时若要保持v不变，该怎么办？
分析：v一定，
分析：P一定，
P∝F ，F增大→P增大→加大油门
1、汽车上坡时若要保持P不变，该怎么办？
F∝ ，v减小→F增加→换挡减速
F
f
V不变
F
f
v
V不变P增大
注：此时汽车必须有增大功率的余地，取有足够大的额定功率
F
f
V减小
F
f
v
P不变V减小
例1、某型号汽车发动机的额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是1500N.
求:(1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。
(2)在同样的阻力下，如果行驶速度只有15m/s，发动机输出的实际功率是多少？
F
f
v
匀速行驶
2.质量为m的物体从倾角为α的光滑斜面顶端由静止滑下，滑到斜面底端时的速度为v，求:重力的瞬时功率为多少？
V
α
mg
F1
F2
α
V
mg
v
机车的两种启动方式
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F·v
汽车的实际功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
汽车加速启动有两种方式：
1、以额定功率P额启动;
2、以恒定的加速度启动。
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
v
F＝
v
P
a＝
m
F－F阻
↑
↓
↑
↓
↓
vm＝
F阻
P
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
v
1、以额定功率P额启动
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。
vm＝
F阻
P
v
t
0
vm
记住两个公式
（1）瞬时加速度公式:
a=
m
f
P
v
(2)最大速度公式
vm＝
F阻
P
注意：发动机做的功只能用W =Pt计算，不能用W =Fs计算（因为F为变力）
1、以额定功率P额启动
例1
质量为m=5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍.让车保持额定功率为60 kW,从静止开始行驶，求（g取10 m/s2）：
（1）汽车达到的最大速度vmax;
（2）汽车车速v1=2 m/s时的加速度.
【解析】（1）由P=Fv=F阻vmax得：
（2）当v1=2 m/s时，设此时牵引力为F1
由牛顿第二定律得F1-F阻=ma,所以
【点评】机车以额定功率启动时，其运动可分为两个过程：第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直线运动，第二个过程就是匀速直线运动.
当F= F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
F＝
v
P额
a＝
m
F－F阻
↑
↓
v
↑
↓
↓
vm＝
F阻
P额
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
a＝
m
F－F阻
F
v
↑
P＝F v
↑
↑
当P= P额时，保持P额继续加速
匀加速直线运动
2、以恒定的加速度a启动
2、以恒定的加速度a启动
图像：
点 2、当F=F阻时速度最大。
特 1、先匀加速再变加速最后匀速。
v
t
vm
匀加速
变加速
匀速
第一种方式：
汽车以恒定功率启动
第二种方式：
汽车以恒定加速度启动
共同点:当F牵=F阻,a=0,汽车做匀速直线运动时, v达最大值, vm=P额/ F阻。
v
t
vm
匀加速
变加速
匀速
变加速
匀速
1.正确分析物理过程。
2.抓住两个基本公式：
（1）功率公式：P=Fv，其中P是汽车的功率，F是汽车的牵引力，v是汽车的速度。
（2）牛顿第二定律：F-f=ma，如图1所示。
3.正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变化量及变化关系。
正确分析汽车启动问题，关键抓住三点：
汽车发动机的输出功率为 P=60kw 并保持不变，汽车的质量为5T，汽车在平直公路行驶时，阻力是车重的0.1倍，（g=10m/s2）求: 1）汽车运动的最大速度。 2）当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大？ 3）当汽车的速度为6m/s时，加速度为多大？
解：
例2
总结：1、做匀加速运动只能维持一段时间,在这段时间内牵引力的功率随时间的增大而增大,当增大到额定功率时,匀加速运动结束匀加速的时间为：
t1=
P额
(ma+f阻)a
2.匀加速结束时的速度并不是汽车的最大速度，不论是哪种方式启动，最大的速度都是Vm=P额/f阻
学会思考