1.3 功率 课件 (1)

课件28张PPT。第3节 功率1．理解功率的概念，知道额定功率和瞬时功率．
2．理解功率与力、速度之间的关系，并能运用它分析解决简单的机车起动问题．
3．增强理论联系实际的意识，能运用功率解决一些与生产、生活相关的实际问题．
一、功率的含义
?定义：如果从开始计时到时刻t这段时间间隔内，一个力所做的功为W，则功W跟完成这些功所用时间t的_____叫做功率，用___表示功率．
?单位：在国际单位制中，功率的单位是_____，简称___，符号是___，且1 W＝1 ____．
?功率是_____，只有大小，没有方向．其运算法则遵循___________．
?物理意义：功率是表示做功_____的物理量，即表示做功过程中___________的快慢．比值P瓦特瓦WJ/s标量代数和运算快慢能量转化 思考　力对物体做功多，功率一定大吗？
提示　功率表示做功的快慢，做功多不一定做功快，所以功率不一定大．
二、功率与力、速度的关系
可见，一个力对物体做功的功率，等于这个___与受力物体_________的乘积．
讨_____论：
(1)当牵引力F一定时，功率P和速度v成．
(2)当速度v一定时，牵引力F和功率P成_____．
(3)当输出功率P一定时，牵引力F和速度v成_____．
FsFv力运动速度正比正比反比?平均功率和瞬时功率
平均值平均速度相等?额定功率与实际功率
(1)额定功率：每一种机械都有一个长时间工作的最大允许功率，这个功率叫做机械的_________．
(2)实际功率：每一种机械工作时实际输出的功率即为_________．
额定功率实际功率思考　机车行驶时，采取什么措施可增大牵引力？
一、平均功率和瞬时功率的区别与联系
二、对公式P＝Fv和P＝Fvcos α的理解
?对公式P＝Fv的理解
?对公式P＝Fvcos α的理解
三、机车的起动问题
对机车等交通工具类问题，应明确P＝Fv中，P为发动机的实际功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率；F为机车(发动机)的牵引力；v为机车的瞬时速度．机车的两种起动模式如下：(其中：↓表示减小，↑表示增大)
(1)机车以恒定功率起动的运动过程
这一起动过程的v－t关系图象如图1－3－1所示．
图1－3－1②在加速过程中，加速度是逐渐减小的，如果知道某时刻的速度，就可求得此时刻的加速度．(2)机车以恒定加速度起动的运动过程
这一起动过程的v－t关系图象如图1－3－2所示．
图1－3－2 教材资料分析
讨论与交流
把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑(如图1－3－3所示)．仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力没有做图1－3－3功？如果使斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？
点拨　硬币下滑过程中受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，其中重力做正功，摩擦力做负功，支持力不做功．若使斜面倾角增大，硬币滑到底端的速度变大，重力做功的功率P1＝mgsin θ·v会变大，阻力做负功，其功率P2＝－f·v，当倾角增大到90°时，阻力减小到零，此时阻力功率为零，故阻力的功率先增大后减小．
讨论与交流　
在本节中，功率与力、速度的关系式P＝Fv是在力的方向与速度的方向一致的情况下得出的．想想看，如果力与速度的方向不一致，而是成任意一个角度θ时，功率与力、速度之间又会是怎样的关系呢？
谈谈你的看法，并与其他同学讨论交流．
功率的理解与计算【典例1】 起重机在10 s内将4 t重的货物向上吊起15 m高．
(1)如果货物是匀速上升，求起重机对货物做功的功率；
(2)如果货物是从静止开始匀加速上升，求起重机对货物做功的平均功率以及该起重机的额定功率的最小值．(取g＝10 m/s2)
答案　(1)6×104 W　(2)6.18×104 W　1.236×105 W
借题发挥　对于功率的计算，首先必须注意区分瞬时功率和平均功率，另外还要注意额定功率就是正常工作时的最大功率．
【变式1】 某市计划每日供水180万吨，在市郊建了一个水塔，为了将水送入水塔，需将水渠中的水提高30 m，设每根水管水泵的功率为100 kW，且水泵昼夜不停地工作，如不计机械能的损耗，至少要安装多少根输水管？每根水管中每秒流过的水量为多少吨？(取g＝10 m/s2)
解析　将180万吨水提高30 m需做的功W＝mgh＝180×104×103×10×30 J＝5.4×1011J，
每台水泵每昼夜所做的功W0＝Pt＝100×102×24×3 600 J＝8.64×109J，因此需要安装输水管的根数
答案　63根　0.33 t
【典例2】 额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶时，其最大速度可达20 m/s，汽车的质量为2 t．如果汽车从静止开始做匀加速运动，设运动中阻力不变，加速度为2 m/s2，求：
(1)汽车所受的阻力；
(2)第3 s末汽车的瞬时功率．
机车的起动问题答案　(1)4×103 N　(2)48 kW借题发挥　机车起动过程的分析步骤
(1)正确分析其物理过程，明确是哪种起动方式．
(2)抓住两个基本公式：①功率公式P＝Fv(P是机车的实际功率，F是机车的牵引力，v是机车的速度)；②牛顿第二定律，即F－f＝ma.
(3)正确分析各个物理量在各个过程中的变化情况．
【变式2】 质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速运动的速度为v1，则当汽车的速度为v2时(v1＞v2)，汽车的加速度为多少？
解析　汽车以恒定的功率P在平直的公路上运动时，由于速度逐渐增加，牵引力减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度为零，速度恒定，设匀速运动的牵引力为F，阻力为f，则