功率（授课用）

(共29张PPT)
《 功率 》
　　　
一、复习提问：
1.功的公式？
W＝Fl cosα
2.正、负功的条件及意义 ？
1.条件:(1) 正功:0≤α＜90°
2.意义: (1)正功、动力、推动作用 ;
(2) 负功: 90°＜α≤180°
(2)负功、阻力、阻碍作用
二、引入新课：
M=2kg
M=2kg
甲
乙
M=2kg
M=2kg
甲
乙
M=2kg
M=2kg
H=10m
历时5秒
历时10秒
二、引入新课：
对甲：
W＝Mgh=2×10 ×10J＝200J
对乙：
W＝Mgh=2×10 ×10J＝200J
平均每秒做功：
平均每秒做功：
三、讲解新课：
＜一＞功率：
3．单位：焦/秒(瓦特)简称“瓦”，符号：W
1瓦=1焦/秒。
技术上：千瓦, 1千瓦=1000瓦
2．定义式：P=
1．定义：功跟完成这些功所用时间 的比值叫做功率。
(或单位时间内完成的功)
功
时间
5．标量：功率是标量。
注：功率与的功的区别与联系：
区别：功是力对位移的积累。(无时间概念)； 功率表示做功的快慢，与时间有关。
联系：功率是单位时间内完成的功。
4．物理意义：表示力做功的快慢。
P=
W＝Fl cosα
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
<二>功率与速度的关系：
1、用F表示沿位移方向的力，
则W=Fl，
又：P =
∴P=
又∵ v=
∴P=Fv ·········(1)
结论：功率等于力和物体运动速率的乘积。
F
F
t
l
注： P=Fv ·········(1)
(1)式中F指的是v方向上的力。
若F与v互成角度α ，
(2)公式给出P、F、v三者相互制 约的关系。
F1
F2
P=Fvcosα (α为F、v夹角)
F
α
v
则有： PF=PF1=F1V, 而F1=Fcos α
则，公式变为:
F
l
<三>平均功率和瞬时功率 ：
1、平均功率：
注：平均功率：对应一段时间或一个过程；
瞬时功率：对应一个时刻或一个位置。
2、瞬时功率：
P=Fv
代入瞬时速度，即得瞬时功率。
表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
计算：
表示在某一时刻力对物体做功的快慢.
计算：
东风雪铁龙牌
<四>、几个常识性的概念：
1、机车功率：指牵引力功率，并非合力功率。
2、额定功率P额：指机器可以较长时间工作时输出的功率，即铭牌上的标称值。
3、实际功率P实：是指机器工作时实际输出功率。
故有：P实≤P额。
注：对一切机车，车辆设计时规定了正常行驶时最大功率，即额定功率(铭牌上标明)，发动机工作时的实际功率，可以小于额定功率但不能长时间超过。
P=F v
功率与速度
思考：
(1)当功率p一定时，牵引力F和v之间关系如何
(2)当速度v一定时，牵引力F和P之间关系如何
(3)当牵引力F一定时，功率P和速度V之间有什么关系
F与v成反比
P与F成正比
P与v成正比
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
思考：
(1)为什么机动车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？
分析：
根据P=Fv
P一定时，上坡时 需要的F ∴v
例1：
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1500N，求:(1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。 (2)在同样的阻力下，如果行驶速度只有15m/s，发动机输出的实际功率是多少？
分析：
解：(1)匀速行驶时，F=f=1500N。
由P=Fv=fv，得：
v= = 米/秒=40米/秒。
(2)以v1=15m/s匀速行驶时，
P实=Fv1=fv1=1500×15W=22500W=22.5kW
F
f
v
匀速行驶
根据P=Fv
已知P，需要求出F
汽车由静止启动，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作用下启动
关于汽车的启动问题
汽车以恒定功率启动
F牵
F阻
mg
FN
类型1：机车以恒定功率 P 启动
专题：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
(功率P 恒定)
t1时刻:
0~t1:
t1后:
汽车做加速度越来越小的变加速直线运动。
F牵=F阻, a=0, 速度达最大为
汽车以速度vm做匀速直线运动。
0
t1
t
vm
v
v－ t 图:
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
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
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
例2：
质量为m的物体在竖直向上的拉力作用下以加速度a由静止开始运动，当物体上升h高度的过程中，拉力的平均功率为多少？
F
h
a
mg
分析：
求
-
P
W=Fh
求F
牛顿第二定律
求
-
P
牛顿第二定律
求F
求末速度v
思路1
思路2
例2：
质量为m的物体在竖直向上的拉力作用下以加速度a由静止开始运动，当物体上升h高度的过程中，拉力的平均功率为多少？
F
h
a
mg
法1：
解：由牛顿第二定律：
F-mg=ma
∴ F=mg+ma= m(g+a)
W=Fh= m(g+a)h
又：h= 得：
∴ =
法2：
解：由牛顿第二定律：
F-mg=ma
∴ F=mg+ma= m(g+a)
由 得：
∴
∴ =
例3：
质量为m的物体从倾角为α的光滑斜面顶端由静止滑下，滑到斜面底端时的速度为v，求:重力的瞬时功率为多少？
V
α
mg
F1
F2
α
V
mg
法1：
解：P=mgVcos(90°-α)
=mgvsin α
法2：
解：将mg分解为沿速度方向和垂直于速度方向两个分力： F1=mg sin α
P= F1 V= mg vsin α
四、小结：
1、功率概念(与功区别联系)
(2)计算式： P=Fv
P=Fvcosα
(1)定义式：P=
(3)单位：瓦特(W)
2、平均功率和瞬时功率：
(2)瞬时功率
P=Fv
(1)平均功率：
P=
P=F
P实≤P额
3、额定功率P额和实际功率P实
4、P、F、v相互制约的关系。
2. 质量为0.2 kg的小球从高处自由下落，取g=10m/s2，则下落第三秒末重力做功的瞬时功率为________W，前三秒内重力做功的平均功率为________W。
1. 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
六、作业：
课后1、2题
创新设计