人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律 第3节功率课件（共36张PPT）
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| 名称 | 人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律 第3节功率课件（共36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-11 18:50:30 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
高一物理必修2
第七章机械能守恒定律
第3节功率
包头市百灵庙中学
史殿斌
两种抽水机
哪个做功快？
两种收割机
哪个做功快？
一、功率
1.在物理学中，做功的快慢用功率表示。
2.如果从开始计时 到时刻 t 这段时间间隔内，力做的功为 W，则功 W 与完成这些功所用时间 t 的比值叫做功率。
3.用 P 表 示功率，功率的公式为：P=
4.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。瓦这个单位比较小，技术上常用千瓦 （kW）做功率的单位，1kW＝1000W。
5.在日常生活中，我们经常说某台机械的功率，或某个物体做功的功率，实际上功率是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。
6.公式P=W/t计算出的功率为t时间内的功率，是一个平均功率，平均功率能粗略地描述力在一段时间内做功的平均快慢。
二、额定功率和实际功率
电动机、内燃机等动力机械都标有额定功率，这是在正常条件下 可以长时间工作的最大功率。实际输出功率往往小于这个数值。例如，某汽车内燃机的额定 功率是 97kW，但在平直公路上中速行驶时，发动机实际输 出的功率只有20kW左右。在特殊情况下，例如越过障碍时， 司机通过增大供油量可以使实际输出的功率大于额定功率，但 这对发动机有害，只能工作很短时间，而且要尽量避免。
三、功率与速度
1.如果物体沿位移方向受的力是 F，从计时开始到时刻 t 这段时间内，发生的位移是 l， 则力在这段时间所做的功W＝Fl，根据功率的公式 ，则有P＝ W/t＝Fl/t
2.由于位移 l 是从开始计时到时刻 t 这段时间内发生的，所以 l/t是物体在这段时间内的平 均速度，即 l/t＝v，于是上式可以写成 P＝Fv
3.可见，一个力对物体做功的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积。
4.从 P＝Fv 可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率 P 一定 时，牵引力 F 与速度 v 成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
5.汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。 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，来得 到较大的牵引力。 在平直公路上，汽车受到的阻力较小，这时就可以使用较高转速比的挡位， 在发动机功率相同的情况下使汽车获得较高的速度。
6.然而，在发动机功率一定时，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。
7.在公式P=Fv中，若v是物体的平均速度，P就是对应时间t内的平均功率，若v是物体的瞬时速度，P就是对应这一时刻的瞬时功率。
思考与讨论
某物体在一个大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下，让物体在水平面上以速度v做匀速运动时，则力F对物体功的功率是多大？
例题
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？
例题分析
发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能发出的最大功率。 实际功率不一定总 等于额定功率，大多数情况下输出的实际功率都比额定功率小。汽车的功率是指汽车牵引力的功率，在功率公式P=Fv中，F就是汽车的牵引力。
例题解析
解： 汽车在水平路面上以额定功率 P＝60kW 匀速行驶时，受到的阻力是 Ff＝1800N。
因此，可知汽车的牵引力是F=1800N
由于 P＝Fv 所以 v＝33.3m/s＝120km/h
在同样的阻力下，如果行驶速度只有54km/h，
汽车的牵引力仍是F=1800N
v＝54km/h＝15m/s
于是 P＝Fv＝1800×15W＝27kW
发动 机输出的实际功率是27kW
课堂训练
1.关于功率公式P＝W/t和P＝Fv的说法正确的是（ ）
A.由P＝W/t可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B.由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C.由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比
D.由P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
D
2.同一恒力按同样方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和恒力做功的平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是（ ）
A．W1＞W2，P1＞P2
B．W1＝W2，P1＜P2
C．W1＝W2，P1＞P2
D．W1＜W2，P1＜P2
B
3.一质量m=2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，现用水平拉力F作用下物体以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，物体运动经过时间t＝3.0s，求：
（1）3s末拉力的功率
（2）3s内拉力的功率
P1=60W
P2=30W
4.如图所示，在水平地面上静止放着一个质量m＝5kg的木箱，木箱和水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.5。现用一个与水平方向成θ＝370的恒力F＝50N作用于木箱上，木箱在力F作用下由静止开始运动t＝4.0s，已知sin370＝0.6，cos370＝0.8，取g＝10m/s2。求：
（1）木箱运动4.0s内
合外力对物体做的功
（2）木箱运动4.0s末
拉力F对木箱做功的瞬时功率
P=960W
W=1440J
5.质量为m＝0.5kg的物体从某高处做自由落体运动（g取10m/s2），在运动t＝2s内重力对物体做的功是 ，在这2s内重力对物体做功的平均功率是 ，物体在运动第2s内重力做功的平均功率是 ，2s末重力对物体做功的瞬时功率是 。
100W
75W
50W
100J
6.质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，（g＝10m/s2）求：
（1）5s内拉力对物体做的功？
（2）5s内拉力的平均功率？
（3）5s末拉力的瞬时功率？
W=600J
P1=120W
P2=240W
7. 如图所示，倾角为θ=370，长度为L=4m的斜面体固定在水平面上。现有一质量为m=5kg的物体（可视为质点）与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，从斜面顶端由静止开始沿斜面滑下。物体滑到斜面底端，求：
（1）合力的平均功率
（2）重力的瞬时功率
P=20W
PG=12W
8.质量为2kg的小球从某一高度以30m/s速度水平抛出，经4s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（ ）
A．落地时重力的瞬时功率为800W
B．落地时重力的瞬时功率为1000W
C．4s内重力的平均功率为400W
D．4s内重力的平均功率为500W
AC
9.仰卧起坐是体育课上经常锻炼的项目，一次测试中某位女同学质量为50kg，假设其上半身质量为全身的0.6，她在1分钟内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐时下半身重心位置不变，则她克服重力做功的平均功率约为（ ）
A．6W B．60W
C．120W D．240W
B
10.一个质量为m的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上。现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F，并保持其他力不变，则从这时开始到t秒末，该力的瞬时功率是（ ）
A．3F2t/m B．4F2t/m
C．6F2t/m D．9F2t/m
C
11.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到4N的水平外力作用，第2秒内水平外力大小变为2N，方向不变，下列判断正确的是（ ）
A．第1秒末外力的瞬时功率是16W
B．第2秒内外力所做的功是10J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．0～2s内外力的平均功率是9W
ABD
12.如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等。在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，F1＝F2，与水平方向夹角均为α，两个物体都从静止开始运动，通过相同的位移，设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，下列判断正确的是（ ）
A．W1＝W2
B．W1＜W2
C．P1＝P2
D．P1＞P2
AD
13.如图所示，让一个物块由静止从斜面AB上滑下，重力做功为WG1，克服摩擦力做功为Wf1，重力做功的平均功率为P1，滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率为PB；若让该物块沿斜面AC滑下，重力做功为WG2，克服摩擦力做功为Wf2，重力做功的平均功率为P2，滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率为PC，物块与两个斜面间的动摩擦因数相同，由下列判断正确的是（ ）
A．WG1＜WG2
B．Wf1＞Wf2
C．P1＜P2
D．PB＝PC
BC
14.如图所示，在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点，同时分别水平抛出两个相同的小球，它们最后均落在地面上的同一点C，不计空气阻力，则两小球（ ）
A.可能同时落地
B.落地的速度方向可能相同
C.落地的速度大小可能相等
D.落地时重力的瞬时功率可能相等
C
15.如图所示，一个质量为m的小球用一根不可伸长的绳子系着，将球拉到水平位置由静止释放，则小球运动到最低点的过程中，小球所受重力的功率（ ）
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
C
16.如图所示，一半圆槽固定在水平面上，A、B两点为最高点，O为最低点，一个小球在外力控制下沿AOB做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．半圆槽对小球的
支持力先做正功后做
B．合力对小球先做
负功后做正功
C．小球在最低点O时，所受合力的功率最大
D．整个过程中小球重力的功率先减小后增大
D
17.完全相同的小球a、b、c距地面高度相同，现将a自由落体，将b水平抛出，c沿与水平成45°角的光滑斜面由静止运动，如图所示。小球a、b、c刚要落地时重力的功率分别为Pa、Pb、Pc，则（ ）
A．Pa＞Pb＞Pc
B．Pa＞Pb＝Pc
C．Pa＝Pb＝Pc
D．Pa＝Pb＞Pc
D
18．如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线。
从图中可以判断（ ）
A.在0-t1时间内，外力
的功率先增大后减小
B.在t1-t2时间内，外力
的功率逐渐减为零
C.在t2时刻，外力的功率为零
D.在t3时刻，外力的功率最大
AC
19．如图所示，通过一动滑轮提升质量为2kg的物体，竖直向上拉绳子使物体由静止开始以5m/s2的加速度匀加速上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦。则拉力在1s末的瞬时功率为（ ）
A．37.5W
B．75W
C．150W
D．225W
C
20．如图所示，分别用F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为（ ）
A．P1＝P2＝P3 B．P1＞P2＝P3
C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P3
A
高一物理必修2
第七章机械能守恒定律
第3节功率
包头市百灵庙中学
史殿斌
两种抽水机
哪个做功快？
两种收割机
哪个做功快？
一、功率
1.在物理学中，做功的快慢用功率表示。
2.如果从开始计时 到时刻 t 这段时间间隔内，力做的功为 W，则功 W 与完成这些功所用时间 t 的比值叫做功率。
3.用 P 表 示功率，功率的公式为：P=
4.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。瓦这个单位比较小，技术上常用千瓦 （kW）做功率的单位，1kW＝1000W。
5.在日常生活中，我们经常说某台机械的功率，或某个物体做功的功率，实际上功率是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。
6.公式P=W/t计算出的功率为t时间内的功率，是一个平均功率，平均功率能粗略地描述力在一段时间内做功的平均快慢。
二、额定功率和实际功率
电动机、内燃机等动力机械都标有额定功率，这是在正常条件下 可以长时间工作的最大功率。实际输出功率往往小于这个数值。例如，某汽车内燃机的额定 功率是 97kW，但在平直公路上中速行驶时，发动机实际输 出的功率只有20kW左右。在特殊情况下，例如越过障碍时， 司机通过增大供油量可以使实际输出的功率大于额定功率，但 这对发动机有害，只能工作很短时间，而且要尽量避免。
三、功率与速度
1.如果物体沿位移方向受的力是 F，从计时开始到时刻 t 这段时间内，发生的位移是 l， 则力在这段时间所做的功W＝Fl，根据功率的公式 ，则有P＝ W/t＝Fl/t
2.由于位移 l 是从开始计时到时刻 t 这段时间内发生的，所以 l/t是物体在这段时间内的平 均速度，即 l/t＝v，于是上式可以写成 P＝Fv
3.可见，一个力对物体做功的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积。
4.从 P＝Fv 可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率 P 一定 时，牵引力 F 与速度 v 成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
5.汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。 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，来得 到较大的牵引力。 在平直公路上，汽车受到的阻力较小，这时就可以使用较高转速比的挡位， 在发动机功率相同的情况下使汽车获得较高的速度。
6.然而，在发动机功率一定时，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。
7.在公式P=Fv中，若v是物体的平均速度，P就是对应时间t内的平均功率，若v是物体的瞬时速度，P就是对应这一时刻的瞬时功率。
思考与讨论
某物体在一个大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下，让物体在水平面上以速度v做匀速运动时，则力F对物体功的功率是多大？
例题
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？
例题分析
发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能发出的最大功率。 实际功率不一定总 等于额定功率，大多数情况下输出的实际功率都比额定功率小。汽车的功率是指汽车牵引力的功率，在功率公式P=Fv中，F就是汽车的牵引力。
例题解析
解： 汽车在水平路面上以额定功率 P＝60kW 匀速行驶时，受到的阻力是 Ff＝1800N。
因此，可知汽车的牵引力是F=1800N
由于 P＝Fv 所以 v＝33.3m/s＝120km/h
在同样的阻力下，如果行驶速度只有54km/h，
汽车的牵引力仍是F=1800N
v＝54km/h＝15m/s
于是 P＝Fv＝1800×15W＝27kW
发动 机输出的实际功率是27kW
课堂训练
1.关于功率公式P＝W/t和P＝Fv的说法正确的是（ ）
A.由P＝W/t可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B.由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C.由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比
D.由P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
D
2.同一恒力按同样方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和恒力做功的平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是（ ）
A．W1＞W2，P1＞P2
B．W1＝W2，P1＜P2
C．W1＝W2，P1＞P2
D．W1＜W2，P1＜P2
B
3.一质量m=2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，现用水平拉力F作用下物体以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，物体运动经过时间t＝3.0s，求：
（1）3s末拉力的功率
（2）3s内拉力的功率
P1=60W
P2=30W
4.如图所示，在水平地面上静止放着一个质量m＝5kg的木箱，木箱和水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.5。现用一个与水平方向成θ＝370的恒力F＝50N作用于木箱上，木箱在力F作用下由静止开始运动t＝4.0s，已知sin370＝0.6，cos370＝0.8，取g＝10m/s2。求：
（1）木箱运动4.0s内
合外力对物体做的功
（2）木箱运动4.0s末
拉力F对木箱做功的瞬时功率
P=960W
W=1440J
5.质量为m＝0.5kg的物体从某高处做自由落体运动（g取10m/s2），在运动t＝2s内重力对物体做的功是 ，在这2s内重力对物体做功的平均功率是 ，物体在运动第2s内重力做功的平均功率是 ，2s末重力对物体做功的瞬时功率是 。
100W
75W
50W
100J
6.质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，（g＝10m/s2）求：
（1）5s内拉力对物体做的功？
（2）5s内拉力的平均功率？
（3）5s末拉力的瞬时功率？
W=600J
P1=120W
P2=240W
7. 如图所示，倾角为θ=370，长度为L=4m的斜面体固定在水平面上。现有一质量为m=5kg的物体（可视为质点）与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，从斜面顶端由静止开始沿斜面滑下。物体滑到斜面底端，求：
（1）合力的平均功率
（2）重力的瞬时功率
P=20W
PG=12W
8.质量为2kg的小球从某一高度以30m/s速度水平抛出，经4s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（ ）
A．落地时重力的瞬时功率为800W
B．落地时重力的瞬时功率为1000W
C．4s内重力的平均功率为400W
D．4s内重力的平均功率为500W
AC
9.仰卧起坐是体育课上经常锻炼的项目，一次测试中某位女同学质量为50kg，假设其上半身质量为全身的0.6，她在1分钟内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐时下半身重心位置不变，则她克服重力做功的平均功率约为（ ）
A．6W B．60W
C．120W D．240W
B
10.一个质量为m的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上。现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F，并保持其他力不变，则从这时开始到t秒末，该力的瞬时功率是（ ）
A．3F2t/m B．4F2t/m
C．6F2t/m D．9F2t/m
C
11.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到4N的水平外力作用，第2秒内水平外力大小变为2N，方向不变，下列判断正确的是（ ）
A．第1秒末外力的瞬时功率是16W
B．第2秒内外力所做的功是10J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．0～2s内外力的平均功率是9W
ABD
12.如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等。在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，F1＝F2，与水平方向夹角均为α，两个物体都从静止开始运动，通过相同的位移，设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，下列判断正确的是（ ）
A．W1＝W2
B．W1＜W2
C．P1＝P2
D．P1＞P2
AD
13.如图所示，让一个物块由静止从斜面AB上滑下，重力做功为WG1，克服摩擦力做功为Wf1，重力做功的平均功率为P1，滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率为PB；若让该物块沿斜面AC滑下，重力做功为WG2，克服摩擦力做功为Wf2，重力做功的平均功率为P2，滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率为PC，物块与两个斜面间的动摩擦因数相同，由下列判断正确的是（ ）
A．WG1＜WG2
B．Wf1＞Wf2
C．P1＜P2
D．PB＝PC
BC
14.如图所示，在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点，同时分别水平抛出两个相同的小球，它们最后均落在地面上的同一点C，不计空气阻力，则两小球（ ）
A.可能同时落地
B.落地的速度方向可能相同
C.落地的速度大小可能相等
D.落地时重力的瞬时功率可能相等
C
15.如图所示，一个质量为m的小球用一根不可伸长的绳子系着，将球拉到水平位置由静止释放，则小球运动到最低点的过程中，小球所受重力的功率（ ）
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
C
16.如图所示，一半圆槽固定在水平面上，A、B两点为最高点，O为最低点，一个小球在外力控制下沿AOB做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．半圆槽对小球的
支持力先做正功后做
B．合力对小球先做
负功后做正功
C．小球在最低点O时，所受合力的功率最大
D．整个过程中小球重力的功率先减小后增大
D
17.完全相同的小球a、b、c距地面高度相同，现将a自由落体，将b水平抛出，c沿与水平成45°角的光滑斜面由静止运动，如图所示。小球a、b、c刚要落地时重力的功率分别为Pa、Pb、Pc，则（ ）
A．Pa＞Pb＞Pc
B．Pa＞Pb＝Pc
C．Pa＝Pb＝Pc
D．Pa＝Pb＞Pc
D
18．如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线。
从图中可以判断（ ）
A.在0-t1时间内，外力
的功率先增大后减小
B.在t1-t2时间内，外力
的功率逐渐减为零
C.在t2时刻，外力的功率为零
D.在t3时刻，外力的功率最大
AC
19．如图所示，通过一动滑轮提升质量为2kg的物体，竖直向上拉绳子使物体由静止开始以5m/s2的加速度匀加速上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦。则拉力在1s末的瞬时功率为（ ）
A．37.5W
B．75W
C．150W
D．225W
C
20．如图所示，分别用F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为（ ）
A．P1＝P2＝P3 B．P1＞P2＝P3
C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P3
A