人教版（2019版）高一物理必修二第八章第一节功和功率PPT（共50页）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019版）高一物理必修二第八章第一节功和功率PPT（共50页） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-21 18:16:18 | ||
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文档简介
(共50张PPT)
第1节
功与功率
第八章 机械能守恒定律
学习目标定位
1、理解功的概念会用功的公式W＝Fxcosα进行计算.
2、理解正、负功的概念，知道什么情况下力做正功或负功.
3、会求几个力对物体做的总功.
4、能区分平均功率和瞬时功率
5、掌握机车启动的两种方式
本课知识点
一、功
二、正功和负功
三、功率
四、机车启动
举重运动员举起杠铃的过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？
问题设计
答案 推力对杠铃做功．
运动员消耗自身的体能，转化为杠铃的能量
高中物理
复习回顾（初中）
1．功的两个要素：___和沿力的方向发生的____．
要点提炼
力
2．功是一个_____量.
位移
过程
3．做功的过程就是＿＿＿＿的过程.
能量变化
高中物理
一、功
高中物理
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？
l
一、功
W=Fl
F支
F支
l
F不做功
即 W=0
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？
初中
高中
W=？
问题设计
一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功．如图所示，当恒力F的方向与物体位移x的方向成某一夹角α时，如何计算力F对物体做的功？
一、功
l
WF1=F1·l
WF2=F2·0
又 F1=F cos α
即W=Fcosα· l
分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
F
F2
F1
α
l
l1
l2
一、功
高中物理
1、定义：
W = F l cosα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积
3、单位
国际单位：焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
2、公式
W表示力对物体所做的功；
F表示物体所受到得力；
Ｌ是物体所发生的位移；
α是力F和位移Ｌ之间的夹角；
求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移上做的功。
功的计算时，各量要求统一采用国际单位制
条件：适用于恒力做功
一、功
高中物理
4、功是标量
5、物理意义:
描述物体的运动过程的物理量 ,是力在空间上的积累效果。
练习1：辨认力的方向与位移方向的夹角
α
F
S
甲
答案：α
α
F
S
乙
答案：π- α
α
F
S
丙
答案： α
α
F
S
丁
答案： π- α
高中物理
二、正功和负功
问题设计
1．某物体在水平面上向右运动了x，当物体受到与水平方向夹角为30°的恒力F作用时，如图甲所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平面夹角为150°的恒力F作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？
答案
2．功的正、负的含义是什么？
答案 正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功．
高中物理
如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功，
也可说物体克服摩擦力做了20J的功。
2、竖直上抛物体的上升过程：
重力对物体做负功，或物体克服重力做了功
某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。
高中物理
要点提炼
2．功的正、负并不表示方向，也不表示功的大
小，只表示是动力做功还是阻力做功．
正
负
克服
(1)当0≤α< 时，W 0，力对物体做 功；
(2)当 <α≤π 时，W 0，力对物体做 功，或称物体 这个力做功；
(3)当α＝ 时，W＝0，力对物体不做功．
1．由 可知：
>
<
3.F⊥l
1.F=0
2.l =0
不做功3种的情况
有力无距离
有距离无力
有距离有力，BUT互相垂直
方法2：求各个力所做功的代数和
方法1：求几个力的合力所做的功
先求出合外力F，再由 计算。
先分别求出各个力所做的功：
再对各个力做的功求代数和．
问题设计
若物体受到多个力的作用，如何计算外力对物体做的总功？
一、正、负功的判断
典例精析
例1 如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，这四种情形下力F和位移x的大小都是一样的，则力对物体做正功的是( )
C
正功
负功
F与v的夹角为锐角
F与v的夹角为钝角
锐角
锐角
钝角
钝角
A
解析
例2 质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )
A．摩擦力做正功，支持力做正功
B．摩擦力做正功，支持力做负功
C．摩擦力做负功，支持力做正功
D．摩擦力做负功，支持力做负功
典例精析
B
一、正、负功的判断
取决于力与位移的方向关系
f与x成锐角
正功
负功
N与x成钝角
解析
二、功的计算
例3 如图所示，一个人用与水平方向成60°角的力F＝40 N 拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m，求：
(1)拉力F对木箱所做的功；
(2)摩擦力对木箱所做的功；
(3)外力对木箱所做的总功．
典例精析
(1)拉力对木箱所做的功
W1＝Fxcos 60°＝40×8×0.5 J＝160 J
W＝Fxcos α
(2)摩擦力对木箱做负功
f=Fcos 60°
(3)外力对木箱所做的总功:
W＝W1＋W2＝0
W2＝﹣fx=﹣Fxcos 60°＝﹣160J
解析
二、功的计算
针对训练 如图所示，两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A．7 J B．1 J
C．5 J D．3.5 J
典例精析
A
W＝W1＋W2＝7J
功为标量，合力做功等于F1与F2做功的代数和
解析
课堂要点小结
功
做功的过程就是能量变化的过程．
功的计算方法：W＝Fｘcosα
正功、负功的意义
总功的计算——两种方法
正功：力是动力，力把能量传递给物体
负功：力是阻力，受力物体把能量传递给其他物体
高中物理
二、功率
对比：收割玉米的快慢
2.功率的单位:
瓦特（W）
1.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。
(单位时间做功的多少)
一、功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式：
是标量
1kW＝1000W
4.功率的另一表达式
①v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小
②α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv
3.P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。
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
二、平均功率和瞬时功率
求平均功率：
求瞬时功率：
（v是平均速度）
（v是瞬时速度）
3．(功率的计算)一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率 及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)( )
A. ＝mg2t2，P＝ mg2t2
B. ＝mg2t2，P＝mg2t2
C. ，P＝mg2t
D. ＝mg2t，P＝2mg2t
C
解析
典例精析
三、平均功率与瞬时功率的区别
高中物理
针对训练 如图所示，从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( )
A．300 W
B．400 W
C．500 W
D．700 W
力×力的方向的速度
A
竖直方向自由落体
解析
三、平均功率与瞬时功率的区别
例、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在t=3s内对物体做的功；
（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率;
（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3s
a=F/m=2m/s2 ;l=v0t+1/2at2=9m,
vt=v0+at=6m/s
(1)W=Fl=54J (2)P=W/t=18W (3)P1=FVt=36W
三.额定功率vs实际功率
1.额定功率:
2.实际功率:
实际功率应小于或等于额定功率, 不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免。
机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率
机器工作时实际输出的功率
也就是机器铭牌上的标称值。
高中物理
说 明：
1.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：
①汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率
②起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率
高中物理
2.功率vs机械效率区别
①功率是描述物体做功快慢程度的物理量
②机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量
快
慢
好
坏
高中物理
v
汽车的功率
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F v
汽车功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P额启动;
2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。
高中物理
类型1：机车以恒定功率 P 启动
机车启动问题
P＝F v
发动机的实际功率
发动机的牵引力
机车的瞬时速度
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
v
F＝
v
P
a＝
m
F－F阻
↑
→
↓
↑
→
→
↓
↓
vm＝
F阻
P
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
高中物理
vm
机车以恒定功率启动的v－ t 图
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以速度 做匀速直线运动。
vm＝
F阻
P
v
t
0
高中物理
练习、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ）
A、列车做匀加速直线运动
B、列车的速度和加速度均不断增加
C、列车的速度增大，加速度减小
D、列车做匀速运动
√
高中物理
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。
2、达到最大速度时，a=0 F牵=f
注意：发动机的功率是指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。
汽车的两种运动状态
高中物理
例1、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后:
①汽车所能达到的最大速度是多大？
②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？
③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
12m/s
4m/s
1.4m/s2
高中物理
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
机车启动问题
当F= F阻时,
a＝0 ,v达到最大
保持
vm
匀速
F＝
v
P额
a＝
m
F－F阻
↑
→
↓
v
↑
↓
→
→
↓
vm＝
F阻
P额
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
a＝
m
F－F阻
→
→
→
→
F
→
v
↑
P＝F v
↑
↑
→
当P= P额时，保持P额继续加速
匀加速直线运动
高中物理
机车以恒定加速度启动的v－ t 图
先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。
v
t
0
vm＝
F阻
P额
vm
高中物理
例2、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
②汽车所能达到的最大速度是多大？
F=7500N
v=8m/s
t=16s
12m/s
高中物理
当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。
1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。
2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？
加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。
联系实际 学以致用
课堂要点小结
功率
定义：P＝W/t
功率与速度
机车的启动问题
公式：P＝Fv
平均功率和瞬时功率
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
自我检测
高中物理
1．(对功的理解)关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所
以功也是矢量
B．功有正、负之分，若某个力
对物体做负功，表明这个力
对该物体的运动起阻碍作用
C．若某一个力对物体不做功，
说明该物体一定没有位移
D．合力的功等于各分力做的功
的矢量和
1
2
3
B
功为标量，只有大小没有方向
F、v做正功
F为动力
F、v做负功
F为阻力
F、v不做功
位移不为0
解析
高中物理
2．(对正、负功的判断)如图所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物块相对于木板滑动前的过程中( )
A．重力做正功
B．摩擦力做负功
C．摩擦力不做功
D．支持力不做功
1
2
3
重力与速度方向成锐角
摩擦力与速度方向始终垂直
支持力与速度方向相反
解析
高中物理
1
2
3
3．(功的计算)如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？
（1）根据功的公式
W＝W1＋W2＝18 J＋32 J＝50 J
标量
解析
高中物理
1
2
3
3．(功的计算)如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？
（2）由勾股定理
标量
合力F做的功W′＝Fx＝5×10 J＝50 J
解析
4．(机车启动问题分析)一辆轿车质量为m，在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过一定时间，其速度由零增大到最大值vm，若所受阻力恒为f.则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图像正确的是( )
1
2
3
4
ACD
解析
第1节
功与功率
第八章 机械能守恒定律
学习目标定位
1、理解功的概念会用功的公式W＝Fxcosα进行计算.
2、理解正、负功的概念，知道什么情况下力做正功或负功.
3、会求几个力对物体做的总功.
4、能区分平均功率和瞬时功率
5、掌握机车启动的两种方式
本课知识点
一、功
二、正功和负功
三、功率
四、机车启动
举重运动员举起杠铃的过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？
问题设计
答案 推力对杠铃做功．
运动员消耗自身的体能，转化为杠铃的能量
高中物理
复习回顾（初中）
1．功的两个要素：___和沿力的方向发生的____．
要点提炼
力
2．功是一个_____量.
位移
过程
3．做功的过程就是＿＿＿＿的过程.
能量变化
高中物理
一、功
高中物理
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？
l
一、功
W=Fl
F支
F支
l
F不做功
即 W=0
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？
初中
高中
W=？
问题设计
一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功．如图所示，当恒力F的方向与物体位移x的方向成某一夹角α时，如何计算力F对物体做的功？
一、功
l
WF1=F1·l
WF2=F2·0
又 F1=F cos α
即W=Fcosα· l
分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
F
F2
F1
α
l
l1
l2
一、功
高中物理
1、定义：
W = F l cosα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积
3、单位
国际单位：焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
2、公式
W表示力对物体所做的功；
F表示物体所受到得力；
Ｌ是物体所发生的位移；
α是力F和位移Ｌ之间的夹角；
求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移上做的功。
功的计算时，各量要求统一采用国际单位制
条件：适用于恒力做功
一、功
高中物理
4、功是标量
5、物理意义:
描述物体的运动过程的物理量 ,是力在空间上的积累效果。
练习1：辨认力的方向与位移方向的夹角
α
F
S
甲
答案：α
α
F
S
乙
答案：π- α
α
F
S
丙
答案： α
α
F
S
丁
答案： π- α
高中物理
二、正功和负功
问题设计
1．某物体在水平面上向右运动了x，当物体受到与水平方向夹角为30°的恒力F作用时，如图甲所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平面夹角为150°的恒力F作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？
答案
2．功的正、负的含义是什么？
答案 正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功．
高中物理
如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功，
也可说物体克服摩擦力做了20J的功。
2、竖直上抛物体的上升过程：
重力对物体做负功，或物体克服重力做了功
某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。
高中物理
要点提炼
2．功的正、负并不表示方向，也不表示功的大
小，只表示是动力做功还是阻力做功．
正
负
克服
(1)当0≤α< 时，W 0，力对物体做 功；
(2)当 <α≤π 时，W 0，力对物体做 功，或称物体 这个力做功；
(3)当α＝ 时，W＝0，力对物体不做功．
1．由 可知：
>
<
3.F⊥l
1.F=0
2.l =0
不做功3种的情况
有力无距离
有距离无力
有距离有力，BUT互相垂直
方法2：求各个力所做功的代数和
方法1：求几个力的合力所做的功
先求出合外力F，再由 计算。
先分别求出各个力所做的功：
再对各个力做的功求代数和．
问题设计
若物体受到多个力的作用，如何计算外力对物体做的总功？
一、正、负功的判断
典例精析
例1 如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，这四种情形下力F和位移x的大小都是一样的，则力对物体做正功的是( )
C
正功
负功
F与v的夹角为锐角
F与v的夹角为钝角
锐角
锐角
钝角
钝角
A
解析
例2 质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )
A．摩擦力做正功，支持力做正功
B．摩擦力做正功，支持力做负功
C．摩擦力做负功，支持力做正功
D．摩擦力做负功，支持力做负功
典例精析
B
一、正、负功的判断
取决于力与位移的方向关系
f与x成锐角
正功
负功
N与x成钝角
解析
二、功的计算
例3 如图所示，一个人用与水平方向成60°角的力F＝40 N 拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m，求：
(1)拉力F对木箱所做的功；
(2)摩擦力对木箱所做的功；
(3)外力对木箱所做的总功．
典例精析
(1)拉力对木箱所做的功
W1＝Fxcos 60°＝40×8×0.5 J＝160 J
W＝Fxcos α
(2)摩擦力对木箱做负功
f=Fcos 60°
(3)外力对木箱所做的总功:
W＝W1＋W2＝0
W2＝﹣fx=﹣Fxcos 60°＝﹣160J
解析
二、功的计算
针对训练 如图所示，两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A．7 J B．1 J
C．5 J D．3.5 J
典例精析
A
W＝W1＋W2＝7J
功为标量，合力做功等于F1与F2做功的代数和
解析
课堂要点小结
功
做功的过程就是能量变化的过程．
功的计算方法：W＝Fｘcosα
正功、负功的意义
总功的计算——两种方法
正功：力是动力，力把能量传递给物体
负功：力是阻力，受力物体把能量传递给其他物体
高中物理
二、功率
对比：收割玉米的快慢
2.功率的单位:
瓦特（W）
1.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。
(单位时间做功的多少)
一、功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式：
是标量
1kW＝1000W
4.功率的另一表达式
①v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小
②α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv
3.P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。
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
二、平均功率和瞬时功率
求平均功率：
求瞬时功率：
（v是平均速度）
（v是瞬时速度）
3．(功率的计算)一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率 及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)( )
A. ＝mg2t2，P＝ mg2t2
B. ＝mg2t2，P＝mg2t2
C. ，P＝mg2t
D. ＝mg2t，P＝2mg2t
C
解析
典例精析
三、平均功率与瞬时功率的区别
高中物理
针对训练 如图所示，从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( )
A．300 W
B．400 W
C．500 W
D．700 W
力×力的方向的速度
A
竖直方向自由落体
解析
三、平均功率与瞬时功率的区别
例、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在t=3s内对物体做的功；
（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率;
（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3s
a=F/m=2m/s2 ;l=v0t+1/2at2=9m,
vt=v0+at=6m/s
(1)W=Fl=54J (2)P=W/t=18W (3)P1=FVt=36W
三.额定功率vs实际功率
1.额定功率:
2.实际功率:
实际功率应小于或等于额定功率, 不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免。
机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率
机器工作时实际输出的功率
也就是机器铭牌上的标称值。
高中物理
说 明：
1.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：
①汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率
②起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率
高中物理
2.功率vs机械效率区别
①功率是描述物体做功快慢程度的物理量
②机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量
快
慢
好
坏
高中物理
v
汽车的功率
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F v
汽车功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P额启动;
2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。
高中物理
类型1：机车以恒定功率 P 启动
机车启动问题
P＝F v
发动机的实际功率
发动机的牵引力
机车的瞬时速度
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
v
F＝
v
P
a＝
m
F－F阻
↑
→
↓
↑
→
→
↓
↓
vm＝
F阻
P
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
高中物理
vm
机车以恒定功率启动的v－ t 图
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以速度 做匀速直线运动。
vm＝
F阻
P
v
t
0
高中物理
练习、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ）
A、列车做匀加速直线运动
B、列车的速度和加速度均不断增加
C、列车的速度增大，加速度减小
D、列车做匀速运动
√
高中物理
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。
2、达到最大速度时，a=0 F牵=f
注意：发动机的功率是指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。
汽车的两种运动状态
高中物理
例1、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后:
①汽车所能达到的最大速度是多大？
②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？
③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
12m/s
4m/s
1.4m/s2
高中物理
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
机车启动问题
当F= F阻时,
a＝0 ,v达到最大
保持
vm
匀速
F＝
v
P额
a＝
m
F－F阻
↑
→
↓
v
↑
↓
→
→
↓
vm＝
F阻
P额
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
a＝
m
F－F阻
→
→
→
→
F
→
v
↑
P＝F v
↑
↑
→
当P= P额时，保持P额继续加速
匀加速直线运动
高中物理
机车以恒定加速度启动的v－ t 图
先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。
v
t
0
vm＝
F阻
P额
vm
高中物理
例2、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
②汽车所能达到的最大速度是多大？
F=7500N
v=8m/s
t=16s
12m/s
高中物理
当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。
1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。
2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？
加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。
联系实际 学以致用
课堂要点小结
功率
定义：P＝W/t
功率与速度
机车的启动问题
公式：P＝Fv
平均功率和瞬时功率
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
自我检测
高中物理
1．(对功的理解)关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所
以功也是矢量
B．功有正、负之分，若某个力
对物体做负功，表明这个力
对该物体的运动起阻碍作用
C．若某一个力对物体不做功，
说明该物体一定没有位移
D．合力的功等于各分力做的功
的矢量和
1
2
3
B
功为标量，只有大小没有方向
F、v做正功
F为动力
F、v做负功
F为阻力
F、v不做功
位移不为0
解析
高中物理
2．(对正、负功的判断)如图所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物块相对于木板滑动前的过程中( )
A．重力做正功
B．摩擦力做负功
C．摩擦力不做功
D．支持力不做功
1
2
3
重力与速度方向成锐角
摩擦力与速度方向始终垂直
支持力与速度方向相反
解析
高中物理
1
2
3
3．(功的计算)如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？
（1）根据功的公式
W＝W1＋W2＝18 J＋32 J＝50 J
标量
解析
高中物理
1
2
3
3．(功的计算)如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？
（2）由勾股定理
标量
合力F做的功W′＝Fx＝5×10 J＝50 J
解析
4．(机车启动问题分析)一辆轿车质量为m，在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过一定时间，其速度由零增大到最大值vm，若所受阻力恒为f.则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图像正确的是( )
1
2
3
4
ACD
解析