8.1功和功率（第2课时） 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二19张PPT
文档属性
| 名称 | 8.1功和功率（第2课时） 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二19张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 14.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-20 07:08:55 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
横县百合完全中学——韦衍虎
8.1功与功率
（第2课时）
问题导入
不同物体做相同的功，所用的时间往往不同，也就是说，做功的快慢并不相同。
拖拉机耕地比牛快得多
描述运动的快慢就用位移除以时间
描述速度变化的快慢就用速度除以时间
定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
1
W＝1
J/s
①物理意义：描述力对物体做功的快慢。
②单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是
W
③功率是标量，且无负值。
一、功率
1kW=1000W
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，在这段时间t
内恒力F
做功的功率多大?
一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率,
等于这个力与物体速度的乘积。
思考：当力F
和位移l之间有一夹角α时，如何表示功率？
v
F
α
v1
v2
F
α
v
F2
F1
P＝vFcosα
P＝Fvcosα
P＝Fvcosα
P＝Fvcosa
若v表示平均速度，则P表示平均功率
若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率
例如：重100N的物体做自由落体运动，在第1s内，重力的平均功率是多少？在1s末的瞬时功率呢？（g=10m/s2)
G=100N
所以：
同理：
v瞬=gt=10m/s
1.求平均功率
（v是平均速度）
2.求瞬时功率
（v是瞬时速度）
（比较常用）
小结
从P
=
Fv可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。你认为应该怎样增大它们的牵引力呢？
从P＝Fv可以看出，汽车当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
汽车的输出功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
（油门）
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。
不过，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。
课本例题：某型号汽车发动机的额定功率为60
kW，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54
km/h，发动机输出的实际功率是多少?
分析：
①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，但在需要时，短时间也可输出更大的功率。这个例题的两问分别属于两种不同的情况，应该注意这点。
②此外，同一辆汽车，速度越大时空气的阻力越大，题中说“在同样的阻力下”，表明本题对于较低速度行驶时发动机的功率只要求估算。
③汽车匀速行驶：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
G
FN
f阻
v0
F牵
以54km/h
的速度行驶时，发动机输出的实际功率为27kW。
解：
汽车在水平路面上以额定功率
P=60
kW
匀速行驶时，受到的阻力是F=1800N。由于
P额=F牵v匀
所以
以较低的速度行驶时v=54
km/h=15
m/s，没有达到额定功率，但阻力是不变的：
P=F牵v=1800×15=27kw
例1：一台电动机工作时的功率是10kW，要用它匀速提2.7×104kg的货物，提升的速度将是多大?
解：
分析：如图电动机匀速提升货物：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
匀速提升货物时F拉=mg=2.7×105N，额定功率
P=10
kW
，所以
P=F拉v
所以
课堂练习
mg
F拉
v0
例2：一台抽水机每秒能把30
kg
的水抽到10m高的水塔上，如果不计额外功的损失，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：
这台抽水机的输出功率为
它半小时能做功：W=Pt=3×103×1800=5.4×106J
课堂练习
例3：用起重机把重量为2.0×103N的物体匀速地提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？这些力做的总功是
？
分析：
（1）确定研究对象，构建模型：
（2）对这个物体进行运动分析和受力分析：
①竖直向下的重力mg；
②竖直向上的拉力F拉；
mg
F拉
v0
③物体匀速向上运动，所以mg=F拉
课堂练习
①重力与运动方向相反，做负功；
②拉力与运动方向相同，做正功。
（3）根据力与运动方向的关系，判断各个力做功情况。
解：重物被匀速提升时，合力为零，钢绳对重物的拉力的大小等于重物所受的重力即
F拉＝mg＝2.0×104N
重力做的功为
W2=mglcos180°=－2.0×104×5J=－1×105J
钢绳拉力所做的功为
W1=F拉lcos0°=2×104×5J=1×105J
这些力做的总功为
mg
F拉
v0
W总=W1+W2=0
课堂小结
1、定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
2、公式：
1
W＝1
J/s
3、物理意义：反映物体做功的快慢。
4、单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是
W。
5、功率是标量，且无负值。
一、功率
若
v表示平均速度，则P
表示平均功率
若v表示瞬时速度，则P
表示瞬时功率
1、求平均功率
（v是平均速度）
2、求瞬时功率
（v是瞬时速度）
（比较常用）
二、功率与速度
横县百合完全中学——韦衍虎
8.1功与功率
（第2课时）
问题导入
不同物体做相同的功，所用的时间往往不同，也就是说，做功的快慢并不相同。
拖拉机耕地比牛快得多
描述运动的快慢就用位移除以时间
描述速度变化的快慢就用速度除以时间
定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
1
W＝1
J/s
①物理意义：描述力对物体做功的快慢。
②单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是
W
③功率是标量，且无负值。
一、功率
1kW=1000W
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，在这段时间t
内恒力F
做功的功率多大?
一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率,
等于这个力与物体速度的乘积。
思考：当力F
和位移l之间有一夹角α时，如何表示功率？
v
F
α
v1
v2
F
α
v
F2
F1
P＝vFcosα
P＝Fvcosα
P＝Fvcosα
P＝Fvcosa
若v表示平均速度，则P表示平均功率
若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率
例如：重100N的物体做自由落体运动，在第1s内，重力的平均功率是多少？在1s末的瞬时功率呢？（g=10m/s2)
G=100N
所以：
同理：
v瞬=gt=10m/s
1.求平均功率
（v是平均速度）
2.求瞬时功率
（v是瞬时速度）
（比较常用）
小结
从P
=
Fv可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。你认为应该怎样增大它们的牵引力呢？
从P＝Fv可以看出，汽车当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
汽车的输出功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
（油门）
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。
不过，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。
课本例题：某型号汽车发动机的额定功率为60
kW，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54
km/h，发动机输出的实际功率是多少?
分析：
①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，但在需要时，短时间也可输出更大的功率。这个例题的两问分别属于两种不同的情况，应该注意这点。
②此外，同一辆汽车，速度越大时空气的阻力越大，题中说“在同样的阻力下”，表明本题对于较低速度行驶时发动机的功率只要求估算。
③汽车匀速行驶：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
G
FN
f阻
v0
F牵
以54km/h
的速度行驶时，发动机输出的实际功率为27kW。
解：
汽车在水平路面上以额定功率
P=60
kW
匀速行驶时，受到的阻力是F=1800N。由于
P额=F牵v匀
所以
以较低的速度行驶时v=54
km/h=15
m/s，没有达到额定功率，但阻力是不变的：
P=F牵v=1800×15=27kw
例1：一台电动机工作时的功率是10kW，要用它匀速提2.7×104kg的货物，提升的速度将是多大?
解：
分析：如图电动机匀速提升货物：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
匀速提升货物时F拉=mg=2.7×105N，额定功率
P=10
kW
，所以
P=F拉v
所以
课堂练习
mg
F拉
v0
例2：一台抽水机每秒能把30
kg
的水抽到10m高的水塔上，如果不计额外功的损失，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：
这台抽水机的输出功率为
它半小时能做功：W=Pt=3×103×1800=5.4×106J
课堂练习
例3：用起重机把重量为2.0×103N的物体匀速地提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？这些力做的总功是
？
分析：
（1）确定研究对象，构建模型：
（2）对这个物体进行运动分析和受力分析：
①竖直向下的重力mg；
②竖直向上的拉力F拉；
mg
F拉
v0
③物体匀速向上运动，所以mg=F拉
课堂练习
①重力与运动方向相反，做负功；
②拉力与运动方向相同，做正功。
（3）根据力与运动方向的关系，判断各个力做功情况。
解：重物被匀速提升时，合力为零，钢绳对重物的拉力的大小等于重物所受的重力即
F拉＝mg＝2.0×104N
重力做的功为
W2=mglcos180°=－2.0×104×5J=－1×105J
钢绳拉力所做的功为
W1=F拉lcos0°=2×104×5J=1×105J
这些力做的总功为
mg
F拉
v0
W总=W1+W2=0
课堂小结
1、定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
2、公式：
1
W＝1
J/s
3、物理意义：反映物体做功的快慢。
4、单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是
W。
5、功率是标量，且无负值。
一、功率
若
v表示平均速度，则P
表示平均功率
若v表示瞬时速度，则P
表示瞬时功率
1、求平均功率
（v是平均速度）
2、求瞬时功率
（v是瞬时速度）
（比较常用）
二、功率与速度