4.2 功率(共17张ppt)

粤教版 必修二 第四章
第四章 机械能及守恒定律
第二节 功率
知识回顾
1、定义
一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了机械功，简称功。
功
2、计算
W = F s cosα
α 为力与位移夹角
公式只适用于求恒力的功
正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。
负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。
3、功是能量变化的量度
在工地，用三种方式,将1吨的材料从地面搬到五楼
升降机搬运
用时5分钟
(1) 三种方式搬运,对材料做功是否相同?
搬运工搬运
用时3小时
起重机搬运
用时15分钟
(2) 三种方式对应的时间不同,做功的快慢如何描述?
1、物理意义：
描述力对物体做功快慢的物理量。
一、功率
2、定义：
瓦特（W）
(平均功率)
力对物体所做的功W 与做功所用时间 t 之比
3、公式：
4、单位：
描述能量变化快慢的物理量
比值定义法
5、标量
1 W ＝ 1 J/s
小球在恒力F拉动，以v匀速直线运动了一段时间t，计算这段时间内F做功的功率?
P＝Fvcosθ
若F与v的夹角为θ呢？
P＝
t
Fscosθ
公式????=???????? 和????=????????都可以用来计算功率。它们在应用时有什么区别？
?
1、求平均功率
（v是平均速度）
2、求瞬时功率
（v是瞬时速度）
比较常用
【典例1】如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取????????????????????，求：
(1) 前2 s内重力的平均功率；
(2) 2 s末重力的瞬时功率．
?
[解析]　(1)木块沿斜面下滑时，对木块受力分析．由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma
解得a＝2 m/s2
由位移公式l＝????????at2＝????????×2×22 m＝4 m
重力在前2 s内做的功为
W＝mgl sin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J
重力在前2 s内的平均功率为????＝????????＝???????????? W＝24 W．
(2)木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s
2 s末重力的瞬时功率
P＝mgv cos (90°－θ)＝mgv sin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W．
?
[答案]　(1)24 W　(2)48 W
生产和生活中常见机械的功率
额定功率 VS 实际功率
机器正常工作时所能输出的最大功率
机器工作时实际输出的功率
生产和生活中常见机械的功率
汽车上坡
汽车发动机的输出功率 P 一定时，牵引力 F 与速度v 成反比。
发动机输出的功率不能无限制地增大，所以汽车上坡时司机要用“换挡” 的办法减小速度v ，来得到较大的牵引力F 。
在发动机输出功率一定时，通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发动机的原因。
生产和生活中常见机械的功率
在生产中，功率是衡量机械性能的重要指标
二、机车启动方式
① 以恒定功率启动
② 以恒定加速度启动
机车启动方式：
① 以恒定功率启动
机车启动方式：
瞬时速度 v↑
牵引力 F↓
加速度 a↓
② 以恒定加速度启动
机车启动方式：
加速度a一定
速度v
v=at
牵引力不变
达到最大速度vm
功率P
Pv F
a
保持P额继续加速
达到P额时
F>f
2、当 F=f 时速度最大
1、先匀加速再变加速最后匀速
变加速直线运动
???? 恒定牵引力F
匀加速直线运动
② 以恒定加速度启动
机车启动方式：
0～t0阶段，机车匀加速
v 增大
P 增大
t1时刻，机车达额定功率
t0 ～t1阶段，机车以额定功率继续加速
v 增大，F减小，一直到 a = 0
【典例2】 在平直路面上运动的汽车的额定功率为60kW，若其总质量为 5 t，在水平路面上所受的阻力为 5×103 N．
(1)求汽车所能达到的最大速度；
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？
(3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速v′＝2 m/s 时其加速度为多大？
(4)若汽车以额定功率启动，则汽车加速度a2＝2 m/s2时其速度为多大？
课堂小结：
1.功率是怎样定义的？
2.平均功率和瞬时功率分别如何计算？
3.额定功率和实际功率有什么区别？
4.我们学了汽车哪两种启动方式？汽车速度以怎样的规律增大？