课件33张PPT。1第3节 功率21.通过实例体验功率概念的形成过程,理解功率的概念。
2.理解功率的导出式P=Fv的物理意义,并能利用两个公式进行计算。
3.了解平均功率和瞬时功率的区别和联系,能利用公式进行计算。
4.通过功率的定义过程,掌握应用比值方法来建立物理概念的方法,以及能运用功率解决一些与生产、生活相关的实际问题。34 比较上述两种情况可知,做相同的功,挖掘机用时要少一些。或者说在相同的时间内,挖掘机做的功多些。 可见,做功的快慢不仅与做功的多少有关,还与做这些功所耗费的时间有关。5做功不同,时间相同做功相同,时间不同6一、功率的含义1.功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做功率2.功率的公式:P=3.功率的物理意义:反映物体做功快慢的物理量。比值法还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的?7功率是标量,表示做功过程中能量转化的快慢。
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
常用的单位还有千瓦(kW),1kW=1000W。8例1.关于功率,下列说法中正确的是( )
A.功率是表示力做功多少的物理量
B.功率是表示力做功快慢的物理量
C.做功时间越长,功率一定越小
D.力做功越多,功率一定越大B91.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,第一次使此
物体沿光滑水平面前进s距离,第二次使此物体沿粗糙水
平面也前进s距离,若先后两次拉力做的功分别为W1和W2,
拉力做功的功率分别是P1和P2,则( )
A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2
C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2B102.一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上,不计额外功的损失,这台抽水机输出的功率是多大?如果保持这一输出功率,半小时内能做多少功?解:m=30 kg h=10 m t=1800 s
由功W=mgh 得W=30×10×10J=3×103 J
所以这台抽水机的输出功率
由P=W/t 得 P=3×103 /1 W=3×103 W
它半小时能做功
W=Pt=3×103×1800J=5.4×106J11二、功率与力、速度的关系Fv 用水平力F推物体,让物体以速度v做匀速直线运动,力F对物体做功的功率是多少呢?W=FscosαP=Fvcosα12如果F与v成任意角度θ,那么功率与力、速度的关系又会怎样呢?P=Fvcosα13三、额定功率和实际功率1.额定功率:是指机器长时间工作时的最大允许功率,也就是机器铭牌上的标称值,这个功率叫做额定功率。142.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。15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,起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。16四、平均功率和瞬时功率在长跑中,人做功的功率是变化的17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值,即平均功率。181.平均功率:物体在一段时间内做功的功率的平均值称为平均功率。描述在一段时间内做功的平均快慢 ,通常用P=W/t来表示2.瞬时功率:物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。表示在某一时刻做功的快慢,用P=Fv表示,v是瞬时速度。当 t 表示一段时间时,此式表示平均功率当 t 很短很短时,此式表示瞬时功率19例2.一物体自某一高度处做自由落体运动,经5s落地,其质量为m=2kg,问:
(1)在5s内重力的平均功率为多大?
(2)在4s末,重力的瞬时功率为多少?【解析】(1)物体做自由落体运动,由h= gt2
得h= ×10×52m=125m
根据做功公式 W=Fs 得W=mgh=2500J
由P=W/t 得平均功率P=500W
(2)由v=gt 得4s末的速度 v=40m/s
由瞬时功率P=Fv得P=mgv=20×40W=800W20例3.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1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下,如果行驶速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?解:知P=6×104W,F阻=1800N,v′=54km/h=15m/s, 汽车匀速行驶时,有F牵=F阻
(1)由公式 P=Fv
得v=P/F阻=33.3m/s=120km/h
(2)当以较低的速度行驶时,v′=54km/h=15m/s
所以P′=Fv′=27kW 21五、汽车两种启动方式的讨论1.功率P恒定由P=Fv可知,v增大,F减小,由F-f=ma知,a减小,v增加的慢了但仍继续增加,F减小,a进一步减小,当a=0时,即F=f时,速度达到最大vm2.加速度a恒定由F-f=ma知,F恒定,根据P=Fv,v逐渐增大,则P逐渐增大,当达到额定功率时,P不能再增大,匀加速阶段结束。再往后,v继续增大,P不变,F减小,a开始减小,直到a=0时,F=f,速度达到最大vm22汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,为什么呢?23汽车爬坡时必须使用低速挡24例4.按额定功率行驶的汽车,所受地面的阻力保持不变,则( )
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
B.汽车可以做匀加速运动
C.汽车加速行驶时,加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.汽车达到最大速度时,所受合力为零CD251.(2012·宁波高一检测)汽车上坡的时候,司机必须
换挡,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,得到较小的牵引力C262.设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比,如飞机以速度v匀速飞行时,其发动机功率为P,则飞机以2v速度匀速飞行时,其发动机功率为( )
A.2P B.4P
C.8P D.无法确定C273.下列关于汽车运动的论述,不正确的是( )
A.汽车以额定功率启动后做变加速运动,速度、加速度均逐渐增大
B.汽车以额定功率启动后做变加速运动,速度逐渐增大;加速度逐渐减小,加速度为0时,速度最大
C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制,要提高最大允许速度,必须增大发动机的额定功率
D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶,则当牵引力F与阻力f平衡时,汽车的最大速度vm=P/fA284.(2012德州市高一检测)质量为5t的汽车,在水平公路上由
静止开始做匀加速直线运动,加速度为2 m/s2,所受阻力是
1000N,则汽车第1s末的功率是( )
A.22kw B.20kw
C.11kw D.10kwA295.额定功率为80kW的汽车,在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度可达2m/s2。设运动过程中阻力大小不变,试求:
(1)汽车运动时所受阻力f;
(2)汽车匀加速运动过程可持续的时间t′;
(3)汽车启动后,发动机在第三秒末的瞬时功率P3。30解:(1)当F=f时,a=0 由P=Fv=fvm
得f=P额 /vm =4 ×103 N
(2)根据牛顿运动定律F-f=ma
得F=f+ma=8×103 N
设汽车刚达到额定功率时速度为v′m
汽车匀加速运动的时间为t′
由P额=Fv′m 得 v′m =10m/s
v′m=at′ t′=5s
(3)汽车第3s末仍在做匀加速运动
则v3=at3=2×3m/s=6m/s
P3=Fv3=4.8×104W311.功率的定义:功与完成这些功所用时间的比值。
2.定义式:P=W/t
3.功率单位:在国际单位制中是瓦特(W)
4.换算关系:1W=1 J/s
5.标矢性:功率是标量,只有大小,没有方向
6.功率的物理意义:功率是反映力对物体做功快慢的物理量。32平均功率: =F·?v ( 是表示在某一段时间内输出
的功率)
P=W/t=F·s/t 也是表示平均功率。
瞬时功率:P=F·v (P是表示在某一时刻所输出的功率v表示瞬时速度)。
额定功率:是机器在正常工作情况下的最大输出功率。
实际功率:每一种机械工作时实际输出的功率即实际功率。33不论去往何方,身后永远有不变的祝福,凝注的眼光——母校用宽大的胸怀包容我们,等待我们,期许我们。