物理人教版（2019）必修第二册8.1功与功率（共50张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册8.1功与功率（共50张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-06 08:50:55 | ||
图片预览
文档简介
(共50张PPT)
第八章 机械能守恒定律
第一节 功与功率（1）
学习目标
1、理解功的概念，掌握功的计算式。
2、知道功是标量，理解正功、负功的含义。
3、知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。
4、初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。
人对篮球做功
篮球动能增加
弓弦对箭做功
箭动能增加
滑雪运动员从山顶沿崎岖的山道加速滑下，已知运动中人和装备的质量，阻力大小恒定、雪道的长度，山顶到山脚的高度差，可否求出运动员到达山脚的瞬时速度？
问题1：为什么要建立“功”的概念？
力做功，引起能量变化，功是能量转化的量度
问题2：
起重机竖直向上提升重物h时，计算重物受力对物体做的功。
拉力和重力对物体做功相同吗？
F
G
h
初中知识：
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向上通过的距离的乘积 。
W=Fs
区分做功和不做功
强调力的作用点的距离
功率描述做功快慢
P= =Fv
问题3：求雪橇受到各个力对雪橇做的功
实际情境 模型化情境分析
FN
G
l
F
F压
f
α
WFN=0 WF压=0
WG=0 Wf = fl
WF=
2、表达式：W = F l cos
功
1、概念：力在空间的积累
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
3、单位：焦耳（J） 1J=1N×1m=1N·m
1J 的物理意义:1J等于1N的力让物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。
4.功是标量也是过程量
只适用于恒力做功
公式使用条件：
已知F=10N，l=2.0m.求F做的功.F是动力还是阻力？动能如何变化？
l
l
l
F
600
1200
F
900
F
W=Flcos600
=10J
F做正功
W=Flcos900
=0
F不做功
W=Flcos1200
= -10J
F做负功
问题4.正功和负功概念.
功的正负表示做功效果，不表示方向,也不代表大小
问题5：力、位移的方向如图所示.已知F=10N, l=2.0m. 求F做的功.F是动力还是阻力？动能如何变化？
l
F
600
l
F
F
900
l
l
F
1200
l
600
l
F
F
注意W=Flcos , 是F的方向和l的方向的夹角.
正功和负功的小结：
W =Flcos
1. =0 W =Fl
2. /2> >0 W>0
3. = /2 W=0
4. > > /2 W<0
5. = W =-Fl
力F对物体做负功
———也叫着物体克服该力F做功(绝对值)
如:重力对物体做-5J功,
叫着物体克服重力做了5J 功。
如:摩擦力对物体做了-10J功,
叫着物体克服摩擦力做了10J功.
力对物体做正功，表示力是物体运动的动力。能量增加。
力对物体做负功，表示力是物体运动的阻力。能量减少。
例题：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝ 37°角斜向上方的拉力F =500N，在水平地面上向右移动的距离l=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，（cos37°=0.8 ）求：各个力对雪橇所做的总功。
F
F阻
FN
370
G
v
法一：拉力F对物体所做的功为
W1= Flcos37°=2000J
摩擦力F阻对物体所做的功为
W2= F阻lcos180°= -500J
法二：物体所受的合力
F合＝Fcos37°－ F阻＝300N
合力对物体所做的功为： W= F合l=1500J ——各个力作用的位移相同
F
F阻
FN
370
G
V
重力和支持力对物体做功
W3 , W4 均为0
各力做功的代数和为
W=W1＋W2+W3+W4=1500J——判断各个力做功过程和做功正负
恒力总功的求法：
方法1：先求各个力所做的功，再求各个力所做功的代数和。
W总=W1 +W2 + W3+….Wn
（注意：W1、W2、W3本身包含正、负号）
方法2：先求出各个力的合力，再用
求总功。
以一定速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h,空气阻力大小恒为F。则从抛出到落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为
A .0 B.-Fh C.-2Fh D.-4Fh
如图亚洲赛车中心-珠海国际赛道全长4.3千米，法拉利赛车在3.0 103N的牵引力作用下跑完一圈，求牵引力做的功。
滑冰运动员在水平冰面上做半径为 R 的圆周运动, 滑动摩擦力的大小为 Ff , 在小物体运动一周的过程中, 摩擦力 Ff 做的功为多少
W总 = -Ff · 2πR
ν
ν
Ff
Ff
s
Ff
Ff
s
运动员受到的阻力大小恒定，但方向不断改变，变力的功如何求？
分析: 恒力做功 W = Fl cos α;
变力做功先微元分段后累积求和
在极小的 s 内 W =- F· s
W总 =-(F· s1 + F· s2 + F· s3 +…)
= -Fs
力的大小不变、方向改变
一辆汽车质量为105kg，从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f，f是车所受的阻力。当车前进100m时，牵引力做的功是多少
力的方向不变、大小改变
变力功求法：
微元法、化变为恒、化曲为直
图像法：F-x图象
后续：W=Pt、动能定理等方法
练习1：
足球运动员用100N的水平力将质量为0.5kg的足球踢出，足球沿水平地面前进了40m，则运动员对足球所做的功为（ ）
A. 4 103J B. 196J
C. 0 D.条件不足，无法判定.
D
练习2：同一个力F在不同接触面上拉同一物体，使物体在力F的方向上运动相同的位移，比较在哪种情境下，力F做的功多？
F
光滑
F
粗糙
F
粗糙
F
光滑
F
功与运动状态、运动形式无关
练习3：
两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示．物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为（ ）
A．3J B．4J C．5J D．7J
D
练习4：如图所示，升降机内斜面的倾角θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5 m/s的速度匀速上升4 s过程中(g取10 m/s2)，求：
(1)斜面对物体的支持力所做的功；
(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；
(3)物体重力所做的功；
(4)合外力对物体所做的功．
答案：(1)300 J (2)100 J (3)－400 J (4)0
作业
所有学生完成78页1、2、3题和练习册基础训练
选考物理的学生还要完成练习册能力提升
学习目标：
1、理解功率的概念，会运用极限思想得到瞬时功率表达式P=Fv。
2、关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义。
3、能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。
第一节 功与功率（2）
比较运动的快慢
引入功率的物理意义。
比较速度的快慢
比较做功的快慢
一、功率
1.定义：
2.单位：瓦(W) (1W=1J/s) 1kW=1000W
3.标量.
4.物理意义：表示做功的快慢.
5.用于计算某一段时间内的平均功率.
功跟完成这些功所用时间的比值.
思考2:重为mg的运动员起跳后从最高点开始下落,不计空气的阻力.经过时间t,他下落的高度为h时,速度大小为v,重力加速度为g. 则在这一过程中,重力做功的平均功率为
A. mgh/t B. mg2t/2 C. mgv/2 D. mgv
推导出:P均=W/t=Fs/t=Fv均
【ABC】
思考：怎样求t时刻的mg做功的瞬时功率
当 t→0时, P均→P瞬
P=Fv 式中的v瞬时速度。
二、平均功率与瞬时功率
{
讨论：汽车上坡时，司机往往换低档，其目的是
A.减小速度,得到较小的牵引力.
B.增大速度,得到较小的牵引力.
C.减小速度,得到较大的牵引力.
D.增大速度,得到较大的牵引力.
解答： 在功率P一定的条件下，由P=Fv可得：
F=P/v 减小速度,增大牵引力.
【C】
思考：如果速度不变,要增大牵引力,必须怎样
练习1：起重机以a=2m/s2的加速度将质量为m=5 102kg的重物由静止开始匀加速向上提升,不计空气的阻力,g=10m/s2.求
(1)2s内起重机对重物做功平均功率.
(2)2s末起重机对重物做功瞬时功率.
1.2 104W
2.4 104W
1. 求平均功率的两种方法
P均=W/t
P均=Fv均
2. 求瞬时功率
P=Fv
v=at
练习2：质量为m=2.0kg的木块,从长为10m倾角为 =300的光滑斜面的顶端静止开始下滑到斜面的底端,重力加速度g=10m/s2.求：
1.重力所做的功.
2.重力所做的功的平均功率.
3*.到达斜面底端时重力做功瞬时功率.
WG=mglsin =100J
P均=WG/t=50W
P=mgvsin =100W
G
F
s
练习3：质量为m=1.0kg的物体从高h=45m处自由下落,不计阻力,g=10m/s2. 求
1. 前3s内重力做功的平均功率.
2. 第3s内重力做功的平均功率.
3. 3s末重力做功的瞬时功率.
4. 物体下落到距地面高25m处,重力做功的瞬时功率.
150W
250W
300W
200W
1.求平均功率和瞬时功率的方法不同.
2.要强调哪一过程的功W及对应的时间t.
练习4：竖直上抛一球，球又落回原处，设空气阻力的大小恒定.则
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
【BC】
三、额定功率和实际功率
1.额定功率:机械或用电器正常工作状态下
能输出的最大功率叫额定功率
2.实际功率:机器工作时实际输出的功率
实际功率一般小于或等于额定功率
说明：
①机车发动机的输出功率是机车牵引力的功率：P=F牵v
②起重机吊起货物的输出功率是钢绳拉力的功率：P=F拉v
发动机的转速是在一个恒定的范围区间工作,在低档时,比如1,2档,发动机转速高但因为变速器的齿轮转动比比较小,所以传递到车轮的转速不高，所以速度不快,当切换到高速档,比如4,5档,变速器的齿轮转动比比较大，传递到车轮的转速高，所以汽车的速度也就高了，不换挡的情况下，转速高，汽车速度大
1、N＜N1
车辆起动及中低速行驶， N增大，T增大，P增大，a增大，车辆加速越来越快，动力需求＞速度需求；
2、N1＜N＜N2
车辆中高车速巡航， N加快，T减小，P增大，a减小，车辆加速越来越慢，这种情况下，车速维持比较稳定即可，动力需求不多，通常高速巡航时，发动机功率也不会达到最大功率；
3、N2＜N
车辆高速超车，随着油门的加大，N加快，T减小，P减小，a减小，车辆加速越来越慢；
设发动机扭矩为T，功率为P，发动机最大扭矩对应发动机转速为N1，发动机最大功率对应发动机转速为N2，当前发动机转速为N，车辆加速度为a（假设加速过程中不考虑换挡，汽车加速分三种情况
发动机功率即发动机输出功率，是指单位时间内发动机可以做的功，它可以衡量发动机做功的快慢；发动机扭矩，即发动机输出扭矩，是曲轴端输出的力矩，是力与力臂的乘积，它可以衡量发动机动力的大小。
汽车实际问题研究
P=FV
P=TN/9.55
例题1、汽车的质量m=2×103kg，额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
第一类问题：从静止开始以恒定功率运动
四.汽车启动的两类问题的分析计算.
思考
汽车以恒定功率从静止开始运动:
(1) 牵引力F怎样变化
(2)加速度怎样变化
(3)汽车做什么运动
(4)当F=f时,汽车做什么运动
(5)怎样求最大速度
例题1、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
牵引力F在逐渐减小
加速度a在逐渐减小
a减小v增大的变加速运动
a=0，匀速运动
a=0 (f=F)时速度最大
G
FN
F
f
G
FN
f
v↑
a↓
vm
a=0
P一定,a↓
加速运动
P一定,a=0
匀速运动
F
思考操作1：请画出汽车运动过程图
a,v同向→v↑
P一定
F↓=P/v
F=f
a=0
v↑→vm
a↓=(F-f)/m
v=vm匀速运动
思考操作2：画出汽车运动的速度时间图象。
v
t
o
vm
练习1、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
vm= 20m/s
a=2.0m/s2
v= 40/3m/s
例题2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车匀加速行驶的最大速度.
(2)汽车匀加速行驶的时间.
(3)3s末汽车的功率.
(4)汽车行驶能达到的最大速度.
第二类问题：从静止开始以恒定牵引力运动
思考
汽车以恒定牵引力从静止开始运动:
1.汽车的实际功率P怎样变化
2.汽车匀加速行驶过程持续到什么时候
4.当P=P额后,汽车的牵引力F怎样变化 加速度怎样变化 汽车做什么运动
5.当F=f时,汽车做什么运动
6.怎样求汽车匀加速行驶的最大速度
7.怎样求汽车行驶能够达到的最大速度
例题2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车匀加速行驶的最大速度. (2)汽车匀加速行驶的时间.
(3)3s末汽车的功率. (4)汽车行驶能达到的最大速度.
P增大
P达到P额
F减小,a减小,a减小v增大的变加速运动
匀速运动
P=P额且F-f=ma时的v1m=P/F
P=P额且F-f=0时的vm=P/F
G
FN
F
f
G
FN
f
v↑
a
v
a
F一定,a一定
匀加速运动
P一定,a↓
加速运动
G
FN
f
vm
a=0
v↑
a↓
F
F
思考操作1：请画出汽车运动过程图
a,v同向→v↑
F一定
P↑=Fv
P=P额
v↑→v1m
P一定
F↓=P/v↑
a↓=(F-f )/m
F=f
a=0
v↑→vm
v=vm
匀速运动
思考操作2：画出汽车运动的速度时间图象。
v
t
o
vm1
vm2
练习2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
1.汽车匀加速行驶的最大速度.
2.汽车匀加速行驶的时间.
3.3s末汽车的功率.
4.汽车行驶能达到的最大速度.
v= 10m/s
t=5s
P3=4.8×104W
vm= 20m/s
第八章 机械能守恒定律
第一节 功与功率（1）
学习目标
1、理解功的概念，掌握功的计算式。
2、知道功是标量，理解正功、负功的含义。
3、知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。
4、初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。
人对篮球做功
篮球动能增加
弓弦对箭做功
箭动能增加
滑雪运动员从山顶沿崎岖的山道加速滑下，已知运动中人和装备的质量，阻力大小恒定、雪道的长度，山顶到山脚的高度差，可否求出运动员到达山脚的瞬时速度？
问题1：为什么要建立“功”的概念？
力做功，引起能量变化，功是能量转化的量度
问题2：
起重机竖直向上提升重物h时，计算重物受力对物体做的功。
拉力和重力对物体做功相同吗？
F
G
h
初中知识：
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向上通过的距离的乘积 。
W=Fs
区分做功和不做功
强调力的作用点的距离
功率描述做功快慢
P= =Fv
问题3：求雪橇受到各个力对雪橇做的功
实际情境 模型化情境分析
FN
G
l
F
F压
f
α
WFN=0 WF压=0
WG=0 Wf = fl
WF=
2、表达式：W = F l cos
功
1、概念：力在空间的积累
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
3、单位：焦耳（J） 1J=1N×1m=1N·m
1J 的物理意义:1J等于1N的力让物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。
4.功是标量也是过程量
只适用于恒力做功
公式使用条件：
已知F=10N，l=2.0m.求F做的功.F是动力还是阻力？动能如何变化？
l
l
l
F
600
1200
F
900
F
W=Flcos600
=10J
F做正功
W=Flcos900
=0
F不做功
W=Flcos1200
= -10J
F做负功
问题4.正功和负功概念.
功的正负表示做功效果，不表示方向,也不代表大小
问题5：力、位移的方向如图所示.已知F=10N, l=2.0m. 求F做的功.F是动力还是阻力？动能如何变化？
l
F
600
l
F
F
900
l
l
F
1200
l
600
l
F
F
注意W=Flcos , 是F的方向和l的方向的夹角.
正功和负功的小结：
W =Flcos
1. =0 W =Fl
2. /2> >0 W>0
3. = /2 W=0
4. > > /2 W<0
5. = W =-Fl
力F对物体做负功
———也叫着物体克服该力F做功(绝对值)
如:重力对物体做-5J功,
叫着物体克服重力做了5J 功。
如:摩擦力对物体做了-10J功,
叫着物体克服摩擦力做了10J功.
力对物体做正功，表示力是物体运动的动力。能量增加。
力对物体做负功，表示力是物体运动的阻力。能量减少。
例题：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝ 37°角斜向上方的拉力F =500N，在水平地面上向右移动的距离l=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，（cos37°=0.8 ）求：各个力对雪橇所做的总功。
F
F阻
FN
370
G
v
法一：拉力F对物体所做的功为
W1= Flcos37°=2000J
摩擦力F阻对物体所做的功为
W2= F阻lcos180°= -500J
法二：物体所受的合力
F合＝Fcos37°－ F阻＝300N
合力对物体所做的功为： W= F合l=1500J ——各个力作用的位移相同
F
F阻
FN
370
G
V
重力和支持力对物体做功
W3 , W4 均为0
各力做功的代数和为
W=W1＋W2+W3+W4=1500J——判断各个力做功过程和做功正负
恒力总功的求法：
方法1：先求各个力所做的功，再求各个力所做功的代数和。
W总=W1 +W2 + W3+….Wn
（注意：W1、W2、W3本身包含正、负号）
方法2：先求出各个力的合力，再用
求总功。
以一定速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h,空气阻力大小恒为F。则从抛出到落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为
A .0 B.-Fh C.-2Fh D.-4Fh
如图亚洲赛车中心-珠海国际赛道全长4.3千米，法拉利赛车在3.0 103N的牵引力作用下跑完一圈，求牵引力做的功。
滑冰运动员在水平冰面上做半径为 R 的圆周运动, 滑动摩擦力的大小为 Ff , 在小物体运动一周的过程中, 摩擦力 Ff 做的功为多少
W总 = -Ff · 2πR
ν
ν
Ff
Ff
s
Ff
Ff
s
运动员受到的阻力大小恒定，但方向不断改变，变力的功如何求？
分析: 恒力做功 W = Fl cos α;
变力做功先微元分段后累积求和
在极小的 s 内 W =- F· s
W总 =-(F· s1 + F· s2 + F· s3 +…)
= -Fs
力的大小不变、方向改变
一辆汽车质量为105kg，从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f，f是车所受的阻力。当车前进100m时，牵引力做的功是多少
力的方向不变、大小改变
变力功求法：
微元法、化变为恒、化曲为直
图像法：F-x图象
后续：W=Pt、动能定理等方法
练习1：
足球运动员用100N的水平力将质量为0.5kg的足球踢出，足球沿水平地面前进了40m，则运动员对足球所做的功为（ ）
A. 4 103J B. 196J
C. 0 D.条件不足，无法判定.
D
练习2：同一个力F在不同接触面上拉同一物体，使物体在力F的方向上运动相同的位移，比较在哪种情境下，力F做的功多？
F
光滑
F
粗糙
F
粗糙
F
光滑
F
功与运动状态、运动形式无关
练习3：
两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示．物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为（ ）
A．3J B．4J C．5J D．7J
D
练习4：如图所示，升降机内斜面的倾角θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5 m/s的速度匀速上升4 s过程中(g取10 m/s2)，求：
(1)斜面对物体的支持力所做的功；
(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；
(3)物体重力所做的功；
(4)合外力对物体所做的功．
答案：(1)300 J (2)100 J (3)－400 J (4)0
作业
所有学生完成78页1、2、3题和练习册基础训练
选考物理的学生还要完成练习册能力提升
学习目标：
1、理解功率的概念，会运用极限思想得到瞬时功率表达式P=Fv。
2、关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义。
3、能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。
第一节 功与功率（2）
比较运动的快慢
引入功率的物理意义。
比较速度的快慢
比较做功的快慢
一、功率
1.定义：
2.单位：瓦(W) (1W=1J/s) 1kW=1000W
3.标量.
4.物理意义：表示做功的快慢.
5.用于计算某一段时间内的平均功率.
功跟完成这些功所用时间的比值.
思考2:重为mg的运动员起跳后从最高点开始下落,不计空气的阻力.经过时间t,他下落的高度为h时,速度大小为v,重力加速度为g. 则在这一过程中,重力做功的平均功率为
A. mgh/t B. mg2t/2 C. mgv/2 D. mgv
推导出:P均=W/t=Fs/t=Fv均
【ABC】
思考：怎样求t时刻的mg做功的瞬时功率
当 t→0时, P均→P瞬
P=Fv 式中的v瞬时速度。
二、平均功率与瞬时功率
{
讨论：汽车上坡时，司机往往换低档，其目的是
A.减小速度,得到较小的牵引力.
B.增大速度,得到较小的牵引力.
C.减小速度,得到较大的牵引力.
D.增大速度,得到较大的牵引力.
解答： 在功率P一定的条件下，由P=Fv可得：
F=P/v 减小速度,增大牵引力.
【C】
思考：如果速度不变,要增大牵引力,必须怎样
练习1：起重机以a=2m/s2的加速度将质量为m=5 102kg的重物由静止开始匀加速向上提升,不计空气的阻力,g=10m/s2.求
(1)2s内起重机对重物做功平均功率.
(2)2s末起重机对重物做功瞬时功率.
1.2 104W
2.4 104W
1. 求平均功率的两种方法
P均=W/t
P均=Fv均
2. 求瞬时功率
P=Fv
v=at
练习2：质量为m=2.0kg的木块,从长为10m倾角为 =300的光滑斜面的顶端静止开始下滑到斜面的底端,重力加速度g=10m/s2.求：
1.重力所做的功.
2.重力所做的功的平均功率.
3*.到达斜面底端时重力做功瞬时功率.
WG=mglsin =100J
P均=WG/t=50W
P=mgvsin =100W
G
F
s
练习3：质量为m=1.0kg的物体从高h=45m处自由下落,不计阻力,g=10m/s2. 求
1. 前3s内重力做功的平均功率.
2. 第3s内重力做功的平均功率.
3. 3s末重力做功的瞬时功率.
4. 物体下落到距地面高25m处,重力做功的瞬时功率.
150W
250W
300W
200W
1.求平均功率和瞬时功率的方法不同.
2.要强调哪一过程的功W及对应的时间t.
练习4：竖直上抛一球，球又落回原处，设空气阻力的大小恒定.则
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
【BC】
三、额定功率和实际功率
1.额定功率:机械或用电器正常工作状态下
能输出的最大功率叫额定功率
2.实际功率:机器工作时实际输出的功率
实际功率一般小于或等于额定功率
说明：
①机车发动机的输出功率是机车牵引力的功率：P=F牵v
②起重机吊起货物的输出功率是钢绳拉力的功率：P=F拉v
发动机的转速是在一个恒定的范围区间工作,在低档时,比如1,2档,发动机转速高但因为变速器的齿轮转动比比较小,所以传递到车轮的转速不高，所以速度不快,当切换到高速档,比如4,5档,变速器的齿轮转动比比较大，传递到车轮的转速高，所以汽车的速度也就高了，不换挡的情况下，转速高，汽车速度大
1、N＜N1
车辆起动及中低速行驶， N增大，T增大，P增大，a增大，车辆加速越来越快，动力需求＞速度需求；
2、N1＜N＜N2
车辆中高车速巡航， N加快，T减小，P增大，a减小，车辆加速越来越慢，这种情况下，车速维持比较稳定即可，动力需求不多，通常高速巡航时，发动机功率也不会达到最大功率；
3、N2＜N
车辆高速超车，随着油门的加大，N加快，T减小，P减小，a减小，车辆加速越来越慢；
设发动机扭矩为T，功率为P，发动机最大扭矩对应发动机转速为N1，发动机最大功率对应发动机转速为N2，当前发动机转速为N，车辆加速度为a（假设加速过程中不考虑换挡，汽车加速分三种情况
发动机功率即发动机输出功率，是指单位时间内发动机可以做的功，它可以衡量发动机做功的快慢；发动机扭矩，即发动机输出扭矩，是曲轴端输出的力矩，是力与力臂的乘积，它可以衡量发动机动力的大小。
汽车实际问题研究
P=FV
P=TN/9.55
例题1、汽车的质量m=2×103kg，额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
第一类问题：从静止开始以恒定功率运动
四.汽车启动的两类问题的分析计算.
思考
汽车以恒定功率从静止开始运动:
(1) 牵引力F怎样变化
(2)加速度怎样变化
(3)汽车做什么运动
(4)当F=f时,汽车做什么运动
(5)怎样求最大速度
例题1、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
牵引力F在逐渐减小
加速度a在逐渐减小
a减小v增大的变加速运动
a=0，匀速运动
a=0 (f=F)时速度最大
G
FN
F
f
G
FN
f
v↑
a↓
vm
a=0
P一定,a↓
加速运动
P一定,a=0
匀速运动
F
思考操作1：请画出汽车运动过程图
a,v同向→v↑
P一定
F↓=P/v
F=f
a=0
v↑→vm
a↓=(F-f)/m
v=vm匀速运动
思考操作2：画出汽车运动的速度时间图象。
v
t
o
vm
练习1、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车保持该功率恒定不变从静止开始行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车行驶能达到的最大速度.
(2)汽车速度为10m/s时的加速度.
(3)汽车加速度为1.0m/s2的速度.
vm= 20m/s
a=2.0m/s2
v= 40/3m/s
例题2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车匀加速行驶的最大速度.
(2)汽车匀加速行驶的时间.
(3)3s末汽车的功率.
(4)汽车行驶能达到的最大速度.
第二类问题：从静止开始以恒定牵引力运动
思考
汽车以恒定牵引力从静止开始运动:
1.汽车的实际功率P怎样变化
2.汽车匀加速行驶过程持续到什么时候
4.当P=P额后,汽车的牵引力F怎样变化 加速度怎样变化 汽车做什么运动
5.当F=f时,汽车做什么运动
6.怎样求汽车匀加速行驶的最大速度
7.怎样求汽车行驶能够达到的最大速度
例题2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
(1)汽车匀加速行驶的最大速度. (2)汽车匀加速行驶的时间.
(3)3s末汽车的功率. (4)汽车行驶能达到的最大速度.
P增大
P达到P额
F减小,a减小,a减小v增大的变加速运动
匀速运动
P=P额且F-f=ma时的v1m=P/F
P=P额且F-f=0时的vm=P/F
G
FN
F
f
G
FN
f
v↑
a
v
a
F一定,a一定
匀加速运动
P一定,a↓
加速运动
G
FN
f
vm
a=0
v↑
a↓
F
F
思考操作1：请画出汽车运动过程图
a,v同向→v↑
F一定
P↑=Fv
P=P额
v↑→v1m
P一定
F↓=P/v↑
a↓=(F-f )/m
F=f
a=0
v↑→vm
v=vm
匀速运动
思考操作2：画出汽车运动的速度时间图象。
v
t
o
vm1
vm2
练习2、汽车的质量m=2×103kg,额定功率为80×103W, 汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度匀加速行驶,设汽车所受阻力恒为f=4×103N.求
1.汽车匀加速行驶的最大速度.
2.汽车匀加速行驶的时间.
3.3s末汽车的功率.
4.汽车行驶能达到的最大速度.
v= 10m/s
t=5s
P3=4.8×104W
vm= 20m/s