课件28张PPT。7.3 功 率 2004年9月26日中国·上海承办F1方程式赛车比赛。喜欢赛车的同学有没有注意到这样的细节,如果有的车辆上装了摄像机,那么没装的赛车上也要加载与摄像机同质量的配重。以保证比赛的公平性。思考:为何这么做? 一台甲起重机在 1min 内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提到相同的高度。
1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系?
2、这两个起重机做功的快慢有什么关系?
3、你是怎么比较它们做功快慢的?
做功相同,时间越短,做功越快相同乙比甲快 思考与讨论 一台甲起重机在 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大小有什么关系?
2、这两个起重机做功的快慢有什么关系?
3、你是怎么比较它们做功快慢的?
时间相同,做的功越多,做功越快甲大于乙甲比乙快 思考与讨论1.物理意义:反映力对物体做功的快慢。
2.定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做功率.公式表示: 3、功率的单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,1W=1J/s
功率是标量
技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位,
1kW=1000W. 一、功率二、额定功率和实际功率 1、额定功率:是指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值.
2、实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率.
3、机器不一定在额定功率下工作,机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率,机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率,但不允许长时间超过额定功率. 说 明 在日常生活中,我们经常说某台机器的功率,或某物体做功的功率,实际上是指某个力对物体做功的功率。例如:汽车的功率就是汽车牵引力的功率,起重机调起货物的功率就是钢绳拉力的功率。三、平均功率和瞬时功率 即使是同一个力做功,做功的功率也可能是变化的,在一段时间内力对物体做功的功率,实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。三、平均功率和瞬时功率
1、平均功率:描述在一段时间内做功的平均快慢
2、瞬时功率:表示在某一时刻做功的快慢
功率的另一种表达式因为四、功率与速度的关系 功率的一般计算公式
P = F v cosα
在作用力方向与运动方向一致时
P = F v
若v表示平均速度,则P表示平均功率
若v表示瞬时速度,则P表示瞬时功率 四、功率与速度的关系 在作用力方向与运动方向一致时
P = F v
思考与讨论
1、当P一定时,F和v有什么关系?
F与v成反比
2、当F一定时,P和v有什么关系?
P与v成正比
3、当v一定时,F和P有什么关系?
F与P成正比1.某同学骑电动自行车,在松软的沙地里,需要克服较大的阻力,原因是什么?
如在平坦的柏油路上骑,需要克服的阻力就小,又是何原因?
同一个人,爬同一个山坡,都是发挥最大功率时,负重爬山要比空身爬山的速度小还是大?测上楼的功率(3)怎样估测人上楼时的功率,你认为需要估测哪些物理量,怎样进行计算呢?
参考答案:
匀速上楼 F=mg,估计楼高 h ,记录上楼时间 t 。
则:P=Fs/t=mgs/t水平面上匀速行驶的汽车思考:为什么机动车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢?
分析:
根据 P=W/t=Fs/t=F?v
P一定时,上坡时 F? ? v?
(2) 在公式P=Fv中,P保持不变时,是否可将作用力无限地减小,以使运动物体的速度无限地增大。你认为在实际中可能做到吗?
分析:
根据 a=(F-f)/m 而f 不可能很小,当F=f时,加速度a=0,速度v不在增加,即达到最大速度,从而以此速度做匀速运动。 所以不可能无限地增大。
思考 当汽车的速度一定,所载的货物越多,所需F及P如何变化? 这反映了机械的额定功率对机械的动力与速度的相互制约关系 2004年9月26日中国·上海承办F1方程式赛车比赛。喜欢赛车的同学有没有注意到这样的细节,如果有的车辆上装了摄像机,那么没装的赛车上也要加载与摄像机同质量的配重。以保证比赛的公平性。思考:为何这么做?四、功率与速度的关系 当机械发动机的功率一定时,牵引力与
速度成反比,所以可以通过减小速度来增大
牵引力,也可以通过减小牵引力来提高速度。 思考:当机车的功率一定时,要增大牵引力,必须 (填降低或增大)机车的运动速度;(1).机车以恒定功率起动情况: P一定,速度V变大,加速度a变小,当a=0时,V不变,机车匀速运动,这时牵引力F=f阻,而Vm=P额/f (2)机车以恒定加速度a起动情况 a一定时,F也一定,P随V增大而增大,当P达到额定功率P额后,F、a不能维持不变,开始减小,但速度还要增大,直到a=0,V达到最大Vm=P额/f. 这个动态过程简图如下:例题:汽车发动机的额定功率P=60KW,汽车质量m=5.0×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重0.1倍,
试问:
1汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
2汽车从静止开始,保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程维持多长时间?解析:1当汽车达到最大速度时,a=0,此时F=f=μmg,而P=FVm,
所以Vm=P/μmg=12m/s.
2匀加速运动的加速度a=(F-μmg)/m,设保持匀加速时间为t0,匀加速能达到的最大速度为V0,则此时V0=at0,P=FV0,解得t0=16s.小 结1、物理意义:表示做功快慢的物理量
2、定义式:
该式一般用于求平均功率
3、计算式:P = F v cosα
如果力的方向与速度方向一致
P = F v
若v表示平均速度,则P表示平均功率
若v表示瞬时速度,则P表示瞬时功率
4、单位:在国际单位制中 瓦特 W
课堂训练 1、质量m=3 kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间t=3 s,求:
(1)力F在t=3 s内对物体所做的功。
(2)力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率。
(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率
(1)54 J (2)18 W (3)36 W 课堂训练2、汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10m/s2,问:
①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
②若汽车保持0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
① 12m/s ② 16s