人教版高一物理必修二第七章 7.3 功率 27张ppt
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理必修二第七章 7.3 功率 27张ppt |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 731.5KB | ||
| 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 | 2020-05-01 21:43:38 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
7.3 功率
1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量，即表示能量转化的快慢的物理量。
3、公式：
比值定义法
4、功率是标量。
5、功率的单位：
瓦特（W）常用单位： kW
一、功率的概念
2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值
例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2)
①第1s内下落的位移是多少？
这1s内重力对物体做多少功？
这1s内重力做功的功率多大？
②第2s内物体下落的位移是多少？
这1s内重力对物体做多少功？
这1s内重力对物体做功的功率多大？
③ 这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？
h1=5m
w1=50J
h2=15m
w2=150J
P2=150W
P3=100W
P1=50W
平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
二、平均功率和瞬时功率
注意：1、平均功率与时间相对应，不可弄错时间
2、瞬时功率P是W-t图像的斜率
P= △ W /△ t
W
t
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
△W
△t
二、平均功率和瞬时功率
一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。
功率的公式：
注意：
1、v是瞬时速度时，计算的是该时刻的瞬时功率；
若取某时间内的平均速度，计算的是相应平均功率
功率与速度：
2、瞬时功率对应时刻，平均功率对应时间。
3、P=FV适用于恒力且F与V共线时。
若F与V有夹角，则P=F.V∥F =F∥V .V
例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方40m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2)
①第1s末的速度是多少？
第1s末重力的瞬时功率多大？
②第1s内重力的平均功率是多少？
1、10m/s 100W
2、50W
3、200W 100W
③2s末重力的功率多大？
2s内重力的功率多大？
例题：
例题、质量ｍ＝3 kg的物体，在水平力F＝6 Ｎ的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间ｔ＝3 s，求：
（1）力F在ｔ＝3 s内对物体所做的功。
（2）力F在ｔ＝3 s内对物体所做功的功率。
（3）在3 s末力F对物体做功的功率。
37°
例题：质量2kg的物体在光滑斜面上由静止下滑，
运动了4s。求此时重力的功率多大？
P=mgsin37°V
匀加速运动：
V=at
a=gsin37°
P=mg2sin237°·t=288W
三、发动机的额定功率和实际功率
1、额定功率：是指发动机在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。
2、实际功率：是指发动机在工作中实际输出的功率。
3、发动机不一定在额定功率下工作，其正常工作时实际功率总是要小于或等于额定功率。
电动机、内燃机
汽车发动机的功率就是牵引力的功率，与合力无关。
汽车发动机的功率：
通常认为汽车发动机额定功率不变；
发动机超过额定功率则会烧坏、损毁。
V
解：
由P =Fv 得
匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力恒为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,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?
v’=54km/h=15m/s
以较低的速度行使时,
实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率
练习题
1、关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A、功率是说明做功多少的物理量
B、功率是说明力做功快慢的物理量
C、做功时间越长，功率一定小
D、力做功越多，功率一定大
B
2、关于功率以下说法中正确的是（ ）
A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
D
例题
3、某人用同一水平恒力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也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则( )
A. W1=W2，P1=P2
B. W1=W2，P1＞P2
C. W1＞W2，P1＞P2
D. W1＞W2，P1=P2
B
4、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体?物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为( )
A. 400W B. 300W
C. 500W D. 700W
B
机车启动的问题
类型1：机车以恒定功率 P 启动
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
↑
→
↓
↑
→
→
↓
↓
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
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。
求最大速度的公式：
P=FV=F阻×Vmax
例题：汽车质量为5×103kg，额定功率为30kW。
汽车在水平路上行驶时所受阻力恒为2000N，
(1) 则最大车速为多少?
(2)汽车在水平路上用l0m／s的速度匀速行驶，
汽车的实际功率多大?
1）速度最大时，匀速：F=f=2000N
汽车功率： P=FVm
Vm=30000/2000=15（m/s）
2）汽车功率：P=FV
匀速：F=f=2000N
V=10m/s
P=20kW
例：一台电动机的功率是l0kW，用这台电动机保持
功率不变由静止提升1×103kg的货物，
求：提升的最大速度是多大? (g取10m/s2)
速度是0.5m/s时，货物上升的加速度多大？
2）电动机功率：P=FV，F=10000/0.5=20000N
牛顿第二定律：F-mg=ma,
得：a=10000/1000=10m/s2
1)最大速度时，匀速：F=mg=10000N
电动机功率：P=FV，
V=1m/s
例题：汽车质量为5×103kg，额定功率为40kW。汽车
在水平路上行驶时所受阻力恒为2000N，如保持额定功
率不变，求：
1、汽车速度是2m/s 时，汽车的牵引力多大？
加速度多大？
2、若加速到10m/s时，加速度又多大？
3、汽车能达到的最大速度多大？
1）汽车功率：P=FV，F=40000/2=20000N
牛顿第二定律：F-f=ma,
得：a=18000/5000=3.6m/s2
2) a=0.4m/s2
3)最大速度时，匀速：F=f=2000N
汽车功率：P=FV，
得：V=20m/s
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
当F= F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
↑
→
↓
↓
→
→
→
→
P＝F v
↑
↑
→
当P= P额时，保持P额继续加速
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。
t1
t2
V1
1、P额=F×V1
2、V1=a×t1
3、a=
例：汽车发动机的额定功率为60KW，质量5000 kg，
当汽车在水平路面上行驶时，遇到的阻力是车重的
0.1倍，若汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加
速直线运动，这一过程能维持多长时间？
汽车功率：P=FV，
匀加速时，P最大等于额定功率，此时速度为V0：
V0= 60000/10000 =6m/s
汽车匀加速：F-f=ma，得：F=10000N
匀加速运动t达到V0：
V0=at， 得：t=6/1=6s
修建高层建筑常用塔式起重机．在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动．取g=10m/s2，不计额外功．求：
（1）起重机允许输出的最大功率．
（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．
（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，此时物体做匀速直线运动，拉力F0等于重力．
P0=F0vm--------①
F0=mg-------------②
代入数据，有：P0=5.1×104W-------------------③
（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，
P0=Fv1-------------④
F-mg=ma----------------⑤
V1=at1----------------------⑥
由③④⑤⑥，代入数据，得：t1=5s-------------⑦
T=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2=at--------------⑧
P=Fv2-------------------------⑨
由⑤⑧⑨，代入数据，得：P=2.04×104W．
答：（1）起重机允许输出的最大功率是5.1×104W．
（2）重物做匀加速运动所经历的时间是5s，起重机在第2秒末的输出功率是2.04×104W．
汽车的质量为m,其发动机的额定功率为P.当汽车开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的阻力为重力的k倍,重力加速度为g,求它的最大速度
一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到重物以最大速度v2匀速上升为止.则整个过程中,下列说法不正确的是(重力加速度为g)
A.钢绳的最大拉力为
B.钢绳的最大拉力为
C.重物的最大速度为v2=
D.重物做匀加速直线运动的时间为
7.3 功率
1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量，即表示能量转化的快慢的物理量。
3、公式：
比值定义法
4、功率是标量。
5、功率的单位：
瓦特（W）常用单位： kW
一、功率的概念
2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值
例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2)
①第1s内下落的位移是多少？
这1s内重力对物体做多少功？
这1s内重力做功的功率多大？
②第2s内物体下落的位移是多少？
这1s内重力对物体做多少功？
这1s内重力对物体做功的功率多大？
③ 这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？
h1=5m
w1=50J
h2=15m
w2=150J
P2=150W
P3=100W
P1=50W
平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
二、平均功率和瞬时功率
注意：1、平均功率与时间相对应，不可弄错时间
2、瞬时功率P是W-t图像的斜率
P= △ W /△ t
W
t
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
△W
△t
二、平均功率和瞬时功率
一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。
功率的公式：
注意：
1、v是瞬时速度时，计算的是该时刻的瞬时功率；
若取某时间内的平均速度，计算的是相应平均功率
功率与速度：
2、瞬时功率对应时刻，平均功率对应时间。
3、P=FV适用于恒力且F与V共线时。
若F与V有夹角，则P=F.V∥F =F∥V .V
例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方40m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2)
①第1s末的速度是多少？
第1s末重力的瞬时功率多大？
②第1s内重力的平均功率是多少？
1、10m/s 100W
2、50W
3、200W 100W
③2s末重力的功率多大？
2s内重力的功率多大？
例题：
例题、质量ｍ＝3 kg的物体，在水平力F＝6 Ｎ的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间ｔ＝3 s，求：
（1）力F在ｔ＝3 s内对物体所做的功。
（2）力F在ｔ＝3 s内对物体所做功的功率。
（3）在3 s末力F对物体做功的功率。
37°
例题：质量2kg的物体在光滑斜面上由静止下滑，
运动了4s。求此时重力的功率多大？
P=mgsin37°V
匀加速运动：
V=at
a=gsin37°
P=mg2sin237°·t=288W
三、发动机的额定功率和实际功率
1、额定功率：是指发动机在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。
2、实际功率：是指发动机在工作中实际输出的功率。
3、发动机不一定在额定功率下工作，其正常工作时实际功率总是要小于或等于额定功率。
电动机、内燃机
汽车发动机的功率就是牵引力的功率，与合力无关。
汽车发动机的功率：
通常认为汽车发动机额定功率不变；
发动机超过额定功率则会烧坏、损毁。
V
解：
由P =Fv 得
匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力恒为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,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?
v’=54km/h=15m/s
以较低的速度行使时,
实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率
练习题
1、关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A、功率是说明做功多少的物理量
B、功率是说明力做功快慢的物理量
C、做功时间越长，功率一定小
D、力做功越多，功率一定大
B
2、关于功率以下说法中正确的是（ ）
A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
D
例题
3、某人用同一水平恒力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也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则( )
A. W1=W2，P1=P2
B. W1=W2，P1＞P2
C. W1＞W2，P1＞P2
D. W1＞W2，P1=P2
B
4、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体?物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为( )
A. 400W B. 300W
C. 500W D. 700W
B
机车启动的问题
类型1：机车以恒定功率 P 启动
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
↑
→
↓
↑
→
→
↓
↓
加速度逐渐减小的变加速直线运动
匀速直线运动
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。
求最大速度的公式：
P=FV=F阻×Vmax
例题：汽车质量为5×103kg，额定功率为30kW。
汽车在水平路上行驶时所受阻力恒为2000N，
(1) 则最大车速为多少?
(2)汽车在水平路上用l0m／s的速度匀速行驶，
汽车的实际功率多大?
1）速度最大时，匀速：F=f=2000N
汽车功率： P=FVm
Vm=30000/2000=15（m/s）
2）汽车功率：P=FV
匀速：F=f=2000N
V=10m/s
P=20kW
例：一台电动机的功率是l0kW，用这台电动机保持
功率不变由静止提升1×103kg的货物，
求：提升的最大速度是多大? (g取10m/s2)
速度是0.5m/s时，货物上升的加速度多大？
2）电动机功率：P=FV，F=10000/0.5=20000N
牛顿第二定律：F-mg=ma,
得：a=10000/1000=10m/s2
1)最大速度时，匀速：F=mg=10000N
电动机功率：P=FV，
V=1m/s
例题：汽车质量为5×103kg，额定功率为40kW。汽车
在水平路上行驶时所受阻力恒为2000N，如保持额定功
率不变，求：
1、汽车速度是2m/s 时，汽车的牵引力多大？
加速度多大？
2、若加速到10m/s时，加速度又多大？
3、汽车能达到的最大速度多大？
1）汽车功率：P=FV，F=40000/2=20000N
牛顿第二定律：F-f=ma,
得：a=18000/5000=3.6m/s2
2) a=0.4m/s2
3)最大速度时，匀速：F=f=2000N
汽车功率：P=FV，
得：V=20m/s
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
当F= F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速
↑
→
↓
↓
→
→
→
→
P＝F v
↑
↑
→
当P= P额时，保持P额继续加速
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。
t1
t2
V1
1、P额=F×V1
2、V1=a×t1
3、a=
例：汽车发动机的额定功率为60KW，质量5000 kg，
当汽车在水平路面上行驶时，遇到的阻力是车重的
0.1倍，若汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加
速直线运动，这一过程能维持多长时间？
汽车功率：P=FV，
匀加速时，P最大等于额定功率，此时速度为V0：
V0= 60000/10000 =6m/s
汽车匀加速：F-f=ma，得：F=10000N
匀加速运动t达到V0：
V0=at， 得：t=6/1=6s
修建高层建筑常用塔式起重机．在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动．取g=10m/s2，不计额外功．求：
（1）起重机允许输出的最大功率．
（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．
（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，此时物体做匀速直线运动，拉力F0等于重力．
P0=F0vm--------①
F0=mg-------------②
代入数据，有：P0=5.1×104W-------------------③
（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，
P0=Fv1-------------④
F-mg=ma----------------⑤
V1=at1----------------------⑥
由③④⑤⑥，代入数据，得：t1=5s-------------⑦
T=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2=at--------------⑧
P=Fv2-------------------------⑨
由⑤⑧⑨，代入数据，得：P=2.04×104W．
答：（1）起重机允许输出的最大功率是5.1×104W．
（2）重物做匀加速运动所经历的时间是5s，起重机在第2秒末的输出功率是2.04×104W．
汽车的质量为m,其发动机的额定功率为P.当汽车开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的阻力为重力的k倍,重力加速度为g,求它的最大速度
一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到重物以最大速度v2匀速上升为止.则整个过程中,下列说法不正确的是(重力加速度为g)
A.钢绳的最大拉力为
B.钢绳的最大拉力为
C.重物的最大速度为v2=
D.重物做匀加速直线运动的时间为