(共22张PPT)
功率
功率
要点·疑点·考点
课 前 热 身
能力·思维·方法
延伸·拓展
要点·疑点·考点
一、功率的概念
1.物理意义：表示力做功快慢的物理量?
2.定义：功与完成这些功所用时间的比值叫功率
3.公式：P=W/t一般用于计算平均功率?
P=F·vcosα一般用于计算瞬时功率，其中F是力的大小，v是瞬时速率，α是F与v的夹角?
4.发动机铭牌上的额定功率，指的是该机正常工作的最大输出功率，而实际功率是指非正常工作时消耗的功率?
课 前 热 身
1.关于功率，下列说法正确的是(BCD)
A.只要知道W和t就可由P=W/t计算t时刻的功率
B.由P=Fv可知，汽车发动机的功率一定与F和v的乘积成正比
C.当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
D.要提高汽车行驶的最大速度，一定要提高发动机的额定功率
课 前 热 身
2.下列关于汽车运动的论述，不正确的是(A)
A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大
B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大；加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大
C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率
D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/f
课 前 热 身
3.做自由落体运动的物体在前一半位移内重力做功的平均功率与后一半位移内重力做功的平均功率之比为(D)
A.1∶5
B.1∶4
C.1∶( -1)
D.1∶( +1)
课 前 热 身
4.某人用同一水平力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(B)
A.W1=W2，P1=P2
B.W1=W2，P1＞P2
C.W1＞W2，P1＞P2
D.W1＞W2，P1=P2
能力·思维·方法
【例1】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(B)
A.400W
B.300W
C.500W
D.700W
能力·思维·方法
【解析】本题要求的是3s未重力的瞬时功率，如图6-2-1所示，由于曲线运动,G与未速度v间有夹角α，同学们常常考虑先求了v的大小，再求出α，利用公式P=F·vcosα，求解?这种思路是正确的.但过于麻烦.本题要求的功率是P=G·vcosα，其实v·cosα就是v竖直分量，只需求出3s末平抛运动的竖直分速度vg.?vg=g·t所以P=G·v·cosα=G·vg=G·gt=10×10×3W=300W
能力·思维·方法
【例2】质量为m=4000kg的卡车，额定输出功率为P=60kW,当它从静止出发沿坡路前进时每行驶100m，升高5m，所受阻力大小为车重的0.1倍，取g=10m/s2试求：
(1)卡车能否保持牵引力为8000N不变在坡路上行驶
(2)卡车在坡路上行驶时能达到最大的速度为多大 这时牵引力为多大
(3)如果卡车用4000N的牵引力以12m/s的速度上坡，到达坡顶时，速度为4m/s，那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少 平均功率是多少
能力·思维·方法
【思维技巧】汽车能否保持牵引力为8000N上坡要考虑两点：第一，牵引力是否等于阻力 第二，汽车若一定加速其功率是否将超过额定功率，依P=F·v解答.?
能力·思维·方法
【解析】分析汽车上坡过程中受力情况如图6-2-2所示，牵引力F.重力mg=4×104N，f=kmg=4×103N，支持力N，依题意sin =5/100?
图6-2-2
能力·思维·方法
(1)汽车上坡时，若F=8000N，而f+mgsin =4×103+4×104×(1/20)=6×103N，即F＞f+mgsin 时，汽车加速上坡，速度不断增大，其输出功率P=F·v也不断增大，长时间后，将超出其额定输出功率，所以汽车不能保持牵引力为8000N不变上坡.?
能力·思维·方法
(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力F=f+mgsin 时，汽车加速度为0，速度增到最大，设为vm，则
P=F·v=(f+mgsin ) ·vm
vm=p/(f+mgsin )=60×103/6000=10(m/s)
F=f+mgsin =4×103+4×104×(1/20)=6×103(N)
能力·思维·方法
(3)若牵引力F=4000N，汽车上坡时，速度不断减小，所以最初的功率即为最大P=F·v=4000×12=4.8×104W.整个过程中，平均功率为P=F·v=400×(12+4)/2=3.2×104W
能力·思维·方法
【例3】一跳绳运动员质量m=50kg,1min跳N=180次，假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所用时间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率多大
能力·思维·方法
【解析】跳跃的周期T=60s/180=1/3s，而一个周期内在空中停留时间t1=(3/5)T=(1/5)s人向上跳看做是竖直上抛运动，设起跳速度为v0，
由t1=2v0/g得v0=gt1/2
每次跳跃克服重力做功W=1/2mv02=1/8mg2t12?
所以克服重力做功的平均功率P=W/T=75(W)
延伸·拓展
【例4】正常人心脏在一次搏动中泵出血液70 mL，推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏主动脉的内径约2.5cm，每分钟搏动75次，求：
(1)心脏推动血液流动的平均功率是多大
(2)血液从心脏流出的平均速度是多大
延伸·拓展
(3)把一种对人体无害，但不能透出血管的9 mg的试剂，由静脉一次性注入体内，在安静的情况下，经过一定的时间后抽取血样检查，发现该试剂的浓度已稳定在2 mg/L，则此人全部循环血量通过心脏一次的时间需多长
(4)有人设计Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某些心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体内血液中含有一定浓度的溶解氧，H+和Zn2+进行工作，请写出两极反应的方程式.
延伸·拓展
【解析】设心脏每次推动血液前进的位移为L，血液受到心脏的压力为F，由p=F/S可知，心脏起搏一次对血液所做的功W=F·L=p0SL=p0V,V是心脏跳动一次输送的血液.
W=np△=75×1.6×104×70×10-6J=84 J
P=W/t=84/60=1.4 W
(2)每分钟心脏输出血量为:
V=nV0=75×70×10-6m3=5.25×10-3m3
心脏主动脉横截面积S为：
S= r2=3.14×(1.25×10-2)2=4.9×10-4m2
延伸·拓展
所以v=L/t=V/(S·t)
=(5.25×10-3m/s)/(4.9×10-4×60)=0.18m/s
(3)设此人的循环血量为V1，则V1=9/2
所以V1=4.5(L)=4.5×10-3m3
循环一次的时间为:
t=(4.5×10-3/5.25×10-3)×60=51s
(4)形成原电池时，较活泼的金属作为负极，故
负极Zn-2e=Zn2+
正极O2+4H++4e=2H2O(共13张PPT)
§1.4 人与机械
知识复习
复习：
1、功的原理：
2、“所有阻力”包括哪些？
3、“效率”的意思：
疑问：我们使用机械的效率如何计算？
使用任何机械都不能省功。动力对机械所做的功，等于机械克服所有阻力所做的功。
指一种机械或装置在工作时输出的有用能量与输入能量的比值。
这是今天我们要学习研究的问题。
有用的和无用的
机械的三种功
G
F
要提升G，同时必须将本滑轮也提升。嘿，你要克服本滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功。
提升本G是目的，有利用价值，是有用功
要实现目的，完成有用功,必须施加本动力F对滑轮做功，是总功
机械的三种功
动力对机械所做的功
有两个
效果
为达到目标，克服机械本身重力和摩擦，对人们无利用价值而又不得不做的功
克服机械自身部
件（如动滑轮、
绳子）的重力和
摩擦等而做的功
实现目的，有利用价值的功
实现目的而做功
根据功的原理
机械效率
G
F
1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。
正确理解机械效率，关键是明确三种功
忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于1；其它任何情况，我的机械效率都小于1。
物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量，反映了机械工作性能的好坏
精选例题
G
F
G
F
1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提升相同的高度，哪个机械效率大？
动滑轮个数较少，自重轻，绳子股数少，摩擦也小，额外功较少
动滑轮个数较多，绳子股数多，额外功较多
将相同重物提升相同
高度，做有用功相同
精选例题
2、使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重物水平移动的距离为L，有用功是多少？机械效率等于什么？
F
G
f
G
L
本题使用滑轮组的任务目的是拉动G水平移动L，所以机械克服G和地面的摩擦力做功是有用功。
使用滑轮组拉动G，必须施加动力F
根据机械效率的定义
思考问题
1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？
2、哪些功可以省一些？
3、这“省功”与前面所说的“使用任何机械都不能省功”是否矛盾？为什么？
（有用功一点不能省，否则达不到目的。）
额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。
不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功=有用功+额外功。
思考问题
4.机械效率和功率又有什么区别呢
功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然的联系。功率大，表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高。功率大的机械不一定效率高。
二、机械的使用
问题:人类使用机械的目的是什么呢？
以代替人力做功，甚至完成超越人力的工作.
正因为机械的存在使人们的工作变得更轻松更有效率了.
问题:是不是每一个机械都能给人类造福呢？
机械的使用给人类带来了很多的便利，但如果不能合理地
利用，也同样会给人类带来危害.总之，我们要不断积极地去
探索自然规律，并积极地应用这些规律大胆地发明和创造，
以不断改善人类自己的生存，并最终
达到和自然和谐发展.
课堂练习：
1、下列关于机械效率的说法中，正确性的是（ ）
A、机械做的有用功越多，机械化效率越高
B。额外功占总功中的比例越小，机械效率越高
C、越省力的机械，效率越高
D、功率越大，机械效率越高
2、采用下述哪能措施可以提高机械效率？（ ）
A、有用功一定，增大总功
B、总功一定，减小额外功
C、有用功一定，减小额外功
D、额外功一定，增大有用功
3、机械效率是70%的机械与机械效率是80%的机械相比较（）
A、效率是70%的机械做功快
B、机械效率是80%的机械做功快
C、两种机械做功一样快
D、无法比较做功的快慢
B
BC
D
知识小结
一、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
二、机械效率：
1、定义：有用功与总功的比值。
2、公式讨论：(共16张PPT)
第三节 功率
两种耕地方式有何不同？
有一吨的货物，准备运到三楼，分别用两种方式来运，
方式一：搬运工分批搬，需要3小时
方式二：用一台起重机，需要1分钟
1.在两种方式下,对重物所做的功是否相同
2.做功的快慢是否相同
1、定义：功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率。
P=
W
t
(功率的定义式)
※物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。
※单位：瓦特，简称瓦，符号W。
1W=1J/s
※功率是标量:功率的正负不表示大小，只表示做功的性质，计算时不带符号。
有1吨的货物，准备运到10米高的三楼顶，分别用两种方式来运，
方式一：搬运工分批搬，需要3小时
方式二：用一台起重机，需要1分钟
求出两种方式下的功率.
解：
根据公式:P = W/t = mgh/t
第一种方式: P1 = 1000×10 ×10÷(3 ×3600)
= 9.2（W）
第二种方式: P2 = 1000× 10× 10÷ 60 = 1666.7（W）
2、功率的另一表达式：
※ F：所指的力
※ v：物体的运动速度
瞬时速度：瞬时功率
平均速度：平均功率
※ ：F、 v的夹角，若F、v同向，则有：
P=Fv
功、功率与能量的关系
功是能量变化的量度。
功率表示能量从一个物体转移到另一个物体或由一种形式转化为另一种形式的快慢程度。
额定功率与实际功率
机械长时间工作的最大允许功率叫做额定功率；
机械实际运行的功率叫做实际功率。
例1．质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s。求：
(1)力F在t=3s内对物体所做的功。
(2)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率。
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
例3．水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体沿力的方向发生相同位移，第一次是在光滑的水平面上，第二次是在粗糙的水平面上，两次F做的功和功率的大小关系是（ ）
A.W1=W2，P1>P2
B.W1>W2，P1=P2
C.W1>W2，P1>P2
D.W1=W2，P1=P2
有同学认为：根据P=Fv，机械的功率P一定，F与v成反比，那么，当v趋近于零时，F将趋于无穷大；当F趋近于零时，v趋于无穷大。因此，哪怕功率很小的机械，也可以，获得很大的牵引力或很高的运动速度。你对此有何看法？
①如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。
②若P恒定，则F越大，V越小；F越小，V越大。
如：很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根据P＝Fv可知：当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
③若F恒定，V越大，P越大：
在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额。以后，这种情况不可能实现。
①汽车在起动过程中的功率始终等于汽车的额定功率.
②阻力不发生变化,始终满足牛顿第二定律F-f=ma
③牵引力F和瞬时功率v始终满足P=P额=Fv
④在起动过程结束后,F=f, P额=Fvm=fvm
例5．一辆汽车，发动机以额定功率60kw, 开始起动，它在水平路面上行驶时所受阻力恒为2.4×103 N，求汽车行驶的最大速度是多少？
a=
F一定
P↑=Fv↑
P随v增
大而增大
当P=P额时，
a=
v继续增大
F=P额/v↑
a=
a=0时，
v达到最大vmax，此后匀速运动
匀加速直线运动
变加速直线运动
匀速直线运动
转折点
≠0
①汽车启动过程经历了两个阶段，一是匀加速直线运动状态，二是变加速直线运动状态，最终做匀速直线运动；
②汽车在匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时速度vt=at，汽车匀加速直线运动所能维持的时间t1=v1m/a；
③汽车做匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时功率Pt=Fvt＜P额；
④汽车匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率Pt等于额定功率P额，且满足Pt=P额=Fv1m；
⑤汽车在变加速直线运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有Pt=P额= f vm(共8张PPT)
功率是描述机械做功快慢的一个物理量.
功率大就意味着单位时间内做的功多.
功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量.
任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率
问题1:机械是不是可以随意地增大自己的功率呢
问题2:是不是功率越大的机械就越好呢？
一、功率与机械效率
机械效率
例如利用滑轮组在竖直方向提高重物，
例如:利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，
有用功:克服重物的重力
有用功:克服物体所受阻力做的功
额外功:
克服滑轮组的重力和
绳与滑轮阻力所做的功
总功:动力所做的功
额外功:
克服绳与滑轮阻力所做的功
总功:动力所做的功
问题:大家思考一下机械效率是不是总小于1？
问题:引入机械效率这个物理量的物理意义是什么呢？
问题:机械效率和功率又有什么区别呢
机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度
的物理量
问题:同学们能不能找到生活中提高机械效率的例子呢？
问题:要想提高滑轮组的机械效率，
可以采用哪些办法？
二、机械的使用
问题:人类使用机械的目的是什么呢？
以代替人力做功，甚至完成超越人力的工作.
正因为机械的存在使人们的工作变得更轻松更有效率了.
２机械的使用—千姿百态的机械
2.机械的使用→机器人的种类
核
事
故
机
器
人
仿
生
机
器
人
昆
虫
机
器
人
太
空
机
器
人
消
防
机
器
人(共23张PPT)
§1.4 人与机械
本节概述
知识复习
机械效率
巩固练习
知识小结
布置作业
精选例题
传说故事
思考问题
机械三功
本节概述
目的要求：1、知道有用功和总功及额外功；
2、知道机械效率。
教材：九年义务教育三年制初中物理第二册（华东版）第20章第4节。
主要内容：
1、有用功 ——对人们有利用价值的功；
2、总功 ——是动力对机械所做的功；
3、额外功 ——是克服机械本身重力和摩擦等而做的功，对人们没有利用价值而又不得不做的功；
4、机械效率 ——有用功与总功的比值；
重点：有用功、额外功、总功、机械效率
难点：机械效率
知识复习
复习：
1、功的原理：
2、“所有阻力”包括哪些？
3、“效率”的意思：
疑问：我们使用机械的效率如何计算？
使用任何机械都不能省功。动力对机械所做的功，等于机械克服所有阻力所做的功。
指一种机械或装置在工作时输出的有用能量与输入能量的比值。
这是今天我们要学习研究的问题。
机械的三种功
G
F
要提升G，同时必须将本滑轮也提升。嘿，你要克服本滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功。
提升本G是目的，有利用价值，是有用功
要实现目的，完成有用功,必须施加本动力F对滑轮做功，是总功
机械的三种功
动力对机械所做的功
有两个
效果
为达到目标，克服机械本身重力和摩擦，对人们无利用价值而又不得不做的功
克服机械自身部
件（如动滑轮、
绳子）的重力和
摩擦等而做的功
实现目的，有利用价值的功
实现目的而做功
根据功的原理
机械效率
G
F
我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好
1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。
正确理解机械效率，关键是明确三种功
忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于1；其它任何情况，我的机械效率都小于1。
“一桶（统）江山”：
古代有个宰相，奏准皇帝“一桶（统）江山”，铸一个大铁桶，巧妙地整治了讲他坏话的御膳房伙计。抬一桶水，却要抬起很重的铁桶，要做很多无用功（额外功）。
圣旨
宰相所奏极是，朕
奉天一统天下，铸一个
大铁桶给御膳房使用，
换掉木水桶
铁桶
都怪我们背后讲宰相的坏话。
这要多做好多无用功，怎么抬哟！
传说故事
木桶
铁桶
精选例题
G
F
G
F
1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提升相同的高度，哪个机械效率大？
动滑轮个数较少，自重轻，绳子股数少，摩擦也小，额外功较少
动滑轮个数较多，绳子股数多，额外功较多
将相同重物提升相同
高度，做有用功相同
精选例题
2、使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重物水平移动的距离为L，有用功是多少？机械效率等于什么？
F
G
f
G
L
本题使用滑轮组的任务目的是拉动G水平移动L，所以机械克服G和地面的摩擦力做功是有用功。
使用滑轮组拉动G，必须施加动力F
根据机械效率的定义
精选例题
3、（见课本P98页）例：某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，扬用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。（1）这个人做的总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？
解题示范：
已知：G=2000牛 F=800米 S=4米 n=4
求：
答：（略）
F
G
思考问题
1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？
2、哪些功可以省一些？
3、这“省功”与前面所说的“使用任何机械都不能省功”是否矛盾？为什么？
（有用功一点不能省，否则达不到目的。）
额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。
不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功=有用功+额外功。
巩 固 练 习
1、关于机械效率，以下说法正确的是：
D、省力越多的机械，机械效率越高。
C、做功越多的机械，机械效率越高；
B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；
A、机械效率总小于1；
巩 固 练 习
2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：
D、额外功占总功的3/4。
C、总功是有用功的3倍；
B、有用功是额外功的3倍；
A、总功是额外功的3倍；
巩 固 练 习
3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；
C、增加承担物重的绳子股数；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
A、以较快的速度匀速提升重物；
巩 固 练 习
知识小结
一、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
二、机械效率：
1、定义：有用功与总功的比值。
2、公式讨论：
布置 作 业
1、课本P99页作业4中第1、2、3题。
2、预习下节课内容，思考：在不同条件下，同一机械的机械效率不同，为什么？
3、准备下节课去学校实验室里进行实际实验操作。
下课了。。。
明天该学习“测定滑轮组的机械效率”了？
哎呀！错了、错了！！
耶！ 答对了！真聪明！(共21张PPT)
功 率
一台甲起重机在 1min 内把1吨的货物匀速提到预定的高度。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提到相同的高度。
1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？
2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？
3、你是怎么比较它们做功快慢的？
做功相同，时间越短，做功越快
相同
思考与讨论
乙比甲快
一台甲起重机在 30s 内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。
1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？
2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？
3、你是怎么比较它们做功快慢的？
时间相同，做的功越多，做功越快
甲大于乙
甲比乙快
思考与讨论
1．物理意义：反映力对物体做功的快慢。
2．定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率．公式表示：
3、功率的单位：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
技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，
1kW＝1000W．
一、功率
4、功率是标量
P=
二、额定功率和实际功率
1、额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值．
2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率．
3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率．
说明: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：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。
三、平均功率和瞬时功率
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
表示一段时间时， 表示平均功率
当很短很短时， 表示瞬时功率
即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
四、功率与速度的关系——
功率的另一计算公式
因为
在作用力方向与运动方向一致时 P = F v
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
W=Flcosα
l=vt
=Fvcosα
思考与讨论
当P一定时，F和v有什么关系？
F与v成反比
1.同一个人,爬同一个山坡,都是发挥最大功率时,负重爬山要比空身爬山的速度小还是大
2.怎样估测人上楼时的功率，你认为需要估测哪些物理量，怎样进行计算呢？
匀速上楼
F=mg, 估计楼高 h ，记录上楼时间 t 。
则：P=Fs/t = mgh/t
加速上楼
F＞mg, 估计楼高 h ，记录上楼时间 t 。
则：P′=Fs/t ＞ mgh/t=P
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=F v
P一定时，上坡时 需要的F ∴v
功率与速度的关系讨论的结果
当机械发动机的功率一定时，牵引力与
速度成反比，所以可以通过减小速度来增大
牵引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。
例题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？
解:知P= 6×104W，F阻=1800N，
V′= 54km/h=15m/s, 匀速时,F牵=F阻
(1)由公式 P=FV 得V=P/F阻=33.3m/s=120km/h
(2)当以较低的速度行驶时，V′=54km/h=15m/s
∴P′=FV′=27kW
小 结
1、物理意义：表示做功快慢的物理量
2、定义式：
该式一般用于求平均功率
3、另一计算式：P = F v cosα
如果力的方向与速度方向一致
P = F v
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
4、单位：在国际单位制中 瓦特 W
问题与练习参考解答
1.一台电动机工作时的功率10KW，要用这台电动机匀速提升2.7×104kg的货物，提升的速度将是多大？
解: P= 1.0×104W m=2.7×104kg
在货物匀速上升时,电动机对货物的作用力大小为
F=G=2.7×105N
由P=Fv可得
v=P/F=10×103/2.7×105N=3.7×10－2m/s
或 0.037m/s
2.一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，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:m=30kg h=10m t=1800s
∵功 W=mgh=30×10×10=3×103J
∴这台抽水机的输出功率为
P=W/t=3×103/1=3×103W
它半小时能做功 W=Pt=3×103×1800=5.4×106W
3.有一个力F，它在不断增大。某人以此为条件，应用P=FV进行了如下推导。根据P=FV。F增大则P增大；又根据V=P/F，P增大则V增大；再根据F=P/V，V增大则F减小。
这个人推导的结果与已知条件相矛盾。他错在哪里？
答：此人推导的前提不明确。当F增大，根据P=FV推出,P增大的前提应是V不变;从V=P/F推出,P增大则V增大的前提是F不变;从F=P/V推出,V增大F减小的前提是P不变。
说明：对这类物理问题的方向，应注意联系实际，有时机械是以一定功率运行的，这时P一定，则F与V成反比。有时机械是以恒定牵引力工作的，这时P与V正比
4.质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度V、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。
（1）汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。
（2）如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？
解：（1）汽车的加速度减小，速度增大。因为，此时开始发动机在额定功率下运动，即
P=F牵V不变。V增大则F牵减小，又F阻不变,
而a=（F牵－F阻）/m，所以加速度减小。
（2）当加速度减小到0时，汽车做匀速直线运动，F牵=F阻，所以Vm=P/F牵=P/F阻，此为汽车在功率P下行驶的最大速度。
补例1:
分析: 机车起动过程中P、F、F阻、a、v的变化情况
（1）.机车以恒定功率起动情况：
P一定，速度V变大，加速度a变小，当a=0时，V不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f阻，而Vm=P额/f
O
t
V
图1
（2）机车以恒定加速度a起动情况
a一定时，F也一定，P随V增大而增大，当P达到额定功率P额后，F、a不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=0，V达到最大Vm=P额/f. 这个动态过程简图如下：
O
t
图2
tO
Vm
V0
V
补例2：汽车发动机的额定功率P=60KW，汽车质量m=5.0×103kg,汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1倍，
试问：
(1) 汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？
( 2) 汽车从静止开始，保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程维持多长时间？
解析：
1.当汽车达到最大速度时，a=0,此时 F=f=μmg, 而P=FVm,
所以Vm=P/μmg=12m/s.
2.匀加速运动的加速度a=(F-μmg)/m,设保持匀加速时间为t0，匀加速能达到的最大速度为V0，则此时V0= a t0, P=FV0, 解得t0 =16s.(共10张PPT)
第四节 人与机械
功率是描述机械做功快慢的一个物理量.
功率大就意味着单位时间内做的功多.
功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量.
任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率
问题1:机械是不是可以随意地增大自己的功率呢
问题2:是不是功率越大的机械就越好呢？
一、功率与机械效率
机械效率
例如利用滑轮组在竖直方向提高重物，
例如:利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，
有用功:
有用功:
额外功:
克服滑轮组的重力和
绳与滑轮阻力所做的功
总功:
额外功:
克服绳与滑轮阻力所做的功
总功:
克服重物的重力
动力所做的功
克服物体所受阻力做的功
动力所做的功
问题:大家思考一下机械效率是不是总小于1？
问题:引入机械效率这个物理量的物理意义是什么呢？
问题:机械效率和功率又有什么区别呢
机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度
的物理量
问题:同学们能不能找到生活中提高机械效率的例子呢？
问题:要想提高滑轮组的机械效率，
可以采用哪些办法？
２机械的使用—千姿百态的机械
核事故机器人
仿生机器人
飞行机器人
昆虫机器人
太空机器人
机器人医生
消防机器人
二、机械的使用
问题:人类使用机械的目的是什么呢？
以代替人力做功，甚至完成超越人力的工作.
正因为机械的存在使人们的工作变得更轻松更有效率了.
问题:是不是每一个机械都能给人类造福呢？
机械的使用给人类带来了很多的便利，但如果不能合理地
利用，也同样会给人类带来危害.总之，我们要不断积极地去
探索自然规律，并积极地应用这些规律大胆地发明和创造，
以不断改善人类自己的生存，并最终
达到和自然和谐发展.
课堂练习：
1、下列关于机械效率的说法中，正确性的是（ ）
A、机械做的有用功越多，机械化效率越高
B。额外功占总功中的比例越小，机械效率越高
C、越省力的机械，效率越高
D、功率越大，机械效率越高
2、采用下述哪能措施可以提高机械效率？（ ）
A、有用功一定，增大总功
B、总功一定，减小额外功
C、有用功一定，减小额外功
D、额外功一定，增大有用功
3、机械效率是70%的机械与机械效率是80%的机械相比较（）
A、效率是70%的机械做功快
B、机械效率是80%的机械做功快
C、两种机械做功一样快
D、无法比较做功的快慢
B
BC
D(共52张PPT)
EDUCATION RESEARCH IN STITU
ls9日
令
阳鄂
典例剖析
自主学习
习目标
解功的概念,1.机械功的概念
能利用功的一般公(1)一个物体受到力的作用,如果在力
式进行功的计算.的方向上发生了位移,这个力就对物体
做了功
(2)做功的两个条件:力和物体在力的
方向上发生位移
(3)机槭功的一般公式
功
的单位:焦耳;功是标量(选填“矢”或
负功
当
和位
2.理解总功,能计移s垂直时,力对物体不做功,因为物体
算合外力对物体所在力的方向上没有发生位移
做的功
(2)当
,力F对物体
做正功,这卧
动力,所以正功表示
动力对物体做功
80日
0,力F对物
体做负功,这时F是阻力,所以,负功表
示阻力对物体做功
对物体做负
功,又常说成物体克服这个力做功(取
3.总功的计算方法
(1)W总=F合·cosa,此时a是F合与
位移s的夹角
(2)W总=W1+Wp2
WFn,即总功
等于各个分力做功的代数和
类型→做功的判断和计算
例1】下面列举的情况中所做的功不为零
A.举重运动员,举着杠铃在头上方停
运动员对杠铃
做的功
木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功
人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物
体做的功
由落体运动中,重力对物体做的功
析:在列举的各例
判断物体所受力的方
青况.然后根据功的意义确定做功
零,逐项分
选
断
动员对杠铃
,但杠铃在
方向上没有位移,故此力没有做功
支持力竖直
,而木块在水平方向移
动,两者垂直,故支持力不做功
C推而不动,只有力而没有位移,做功为零
重力竖直向下,物体位移也竖
,故
重力对物体做了功
答案:D
维
力和物体在
发生
移,是做功的两
不可缺少的条件,有一个条件不能满足,力就不会对物
做功
对训练
物体静止在光滑水平面上,先对物体向右施
水平力F1,经过
后撤去F1,立即对物体施加一水
向左的力F2,又经过时间t后,物体回到出发点,在这一过程
和F2分别对物体做的功W1和W2的关系是(
A W1=W
2
解析:作分析草图,设由A到
作用力向右为F1,加速度
与B到D受作用力
,加速度为c,取水
向右为正方向,则由运动学公式和牛顿第二定律
联
程F1做正功
程F2做功为
程F2做正功
放正确选
答案:C(共15张PPT)
第三节 功率
两种耕地方式有何不同？
第三节 功率
有一吨的货物，准备运到三楼，分别用两种方式来运，
方式一：搬运工分批搬，需要3小时
方式二：用一台起重机，需要1分钟
1.在两种方式下,对重物所做的功是否相同
2.做功的快慢是否相同
第三节 功率
1、定义：功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率。
P=
W
t
(功率的定义式)
※物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。
※单位：瓦特，简称瓦，符号W。
1W=1J/s
※功率是标量:功率的正负不表示大小，只表示做功的性质，计算时不带符号。
第三节 功率
有1吨的货物，准备运到10米高的三楼顶，分别用两种方式来运，
方式一：搬运工分批搬，需要3小时
方式二：用一台起重机，需要1分钟
求出两种方式下的功率.
解：
根据公式:P = W/t = mgh/t
第一种方式: P1 = 1000×10 ×10÷(3 ×3600)
= 9.2（W）
第二种方式: P2 = 1000× 10× 10÷ 60 = 1666.7（W）
第三节 功率
2、功率的另一表达式：
※ F：所指的力
※ v：物体的运动速度
瞬时速度：瞬时功率
平均速度：平均功率
※ ：F、 v的夹角，若F、v同向，则有：
P=Fv
功率与能量
功、功率与能量的关系
功是能量变化的量度。
功率表示能量从一个物体转移到另一个物体或由一种形式转化为另一种形式的快慢程度。
额定功率与实际功率
机械长时间工作的最大允许功率叫做额定功率；
机械实际运行的功率叫做实际功率。
第三节 功率
例1．质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s。求：
(1)力F在t=3s内对物体所做的功。
(2)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率。
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
第三节 功率
例3．水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体沿力的方向发生相同位移，第一次是在光滑的水平面上，第二次是在粗糙的水平面上，两次F做的功和功率的大小关系是（ ）
A.W1=W2，P1>P2
B.W1>W2，P1=P2
C.W1>W2，P1>P2
D.W1=W2，P1=P2
讨论与交流
有同学认为：根据P=Fv，机械的功率P一定，F与v成反比，那么，当v趋近于零时，F将趋于无穷大；当F趋近于零时，v趋于无穷大。因此，哪怕功率很小的机械，也可以，获得很大的牵引力或很高的运动速度。你对此有何看法？
3、对公式 P＝F·v 讨论
①如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。
②若P恒定，则F越大，V越小；F越小，V越大。
如：很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根据P＝Fv可知：当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
第三节 功率
③若F恒定，V越大，P越大：
在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额。以后，这种情况不可能实现。
第三节 功率
①汽车在起动过程中的功率始终等于汽车的额定功率.
②阻力不发生变化,始终满足牛顿第二定律F-f=ma
③牵引力F和瞬时功率v始终满足P=P额=Fv
④在起动过程结束后,F=f, P额=Fvm=fvm
第三节 功率
例5．一辆汽车，发动机以额定功率60kw, 开始起动，它在水平路面上行驶时所受阻力恒为2.4×103 N，求汽车行驶的最大速度是多少？
第三节 功率
a=
F一定
P↑=Fv↑
P随v增
大而增大
当P=P额时，
a=
v继续增大
F=P额/v↑
a=
a=0时，
v达到最大vmax，此后匀速运动
匀加速直线运动
变加速直线运动
匀速直线运动
转折点
≠0
①汽车启动过程经历了两个阶段，一是匀加速直线运动状态，二是变加速直线运动状态，最终做匀速直线运动；
②汽车在匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时速度vt=at，汽车匀加速直线运动所能维持的时间t1=v1m/a；
③汽车做匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时功率Pt=Fvt＜P额；
④汽车匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率Pt等于额定功率P额，且满足Pt=P额=Fv1m；
⑤汽车在变加速直线运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有Pt=P额= f vm(共21张PPT)
新课导入
教师：前面我们已经学习了功率的概念，请同学们回顾一下引入功率这一概念的物理意义是什么？
（引发学生思考，让学生加深对功率的理解，为更好地了解机械效率与功率的异同服务。）
预测学生的回答可能有：
1、功率是描述做功快慢的物理量；
2、功率大就意味着单位时间内做的功就越多；
3、……
1、不可以随意地增大自己的功率，任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率
2、可以增大自己的功率，只要加大油门；
3、可以增大自己的功率，只要换个发动机就行了；
4、……
预测学生的回答可能有：
教师引导学生联系实际地思考，培养学生的发散思维能力，又能更好地激发学生的学习兴趣，教师再加以指导，指明加大油门只能是实际功率未达到额定功率时可行，换功率更大的发动机在实际中不切实可行，除非另行安装发动机备用，从而得出不可以随意地增大自己功率的结论。
新课教学
一、功率与机械效率
教师：功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量，功率越大说明该机械单位时间内做的功就越多，那是不是功率越大的机械就越好呢？
大家不妨思考这样一个我们熟悉的例子：是不是学习时间越长的同学，学习成绩就越好呢？事实是不一定的，为什么呢？除了要有时间保证，还要有科学的学习方法，有较高的学习效率才可以。由此联想到机械做功是否也有一个效率问题呢？
提出悬念，引发思考，让学生在初中学习的机械效率基础上，通过阅读教材P18内容，经过思考、整理、归纳得出结论，实现初、高中物理知识的衔接和平稳过渡，得出公式。
1.机械效率的计算：η=
教师：如何理解“机械效率”呢？请举例说明有用功、额外功和总功。
预测学生结合初中所学可能列举的实例有：
（1）利用滑轮组在竖直方向提高重物，克服重物的重力所做的功是有用功，即W有用=G物h；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、克服动滑轮及绳子重力所做的功是额外功。
（2）利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，克服物体所受阻力做的功是有用功，即W有用=f阻s；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功是额外功。
（3）利用滑轮组在斜面上移动重物，克服重物的重力所做的功是有用功，即W有用=G物h；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、克服动滑轮及绳子重力所做的功是额外功。
（4）……
说明：对学生所举的各种实例可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。
教师：上述实例中，我们把重物提高到一定高度，或在水平、斜面上使重物移动一定的距离，就是我们使用简单机械的目的，对使用机械是有利用价值的，所做的功是有用功；而滑轮组克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮及绳子重力所做的功等是额外功；作用在机械上的动力对机械做的功就是总功，即W总=F动s，或W总=W有用+W额外。
学生经分析不难得出正确的答案：是的，因为W有用总是要小于W总。
教师：机械效率是不是总小于1？
机械效率：表示机械做功或利用机械实现能量转化的有效程度的物理量，机械效率越高，有用功所占的比例就越多，额外功所占的比例就越少。
功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。
教师：同学们能否找到提高机械效率的例子呢？
（让学生列举例子，并归类总结）
预测学生可能列举的实例有：
（1）在建筑工地上把一车水泥运到楼顶，采用吊车比工人用手搬运省时、省力，提高工作效率。
（2）用水泵抽水比人工提水灌溉农田省时、省力，提高工作效率。
（3）乘自动扶梯或电梯上楼比直接走上楼更省时、更轻松。
（4）……
补充：
二、机械的使用
1、机械使用的意义
教师：我们生活中无处不在使用着机械，可以说人类已经很难离开机械了，那么人类使用机械的目的是什么呢？
预测学生的回答可能有：
（1）可以代替人力做功
（2）可以完成超越人力的工作
（3）可以使人们的工作变得更轻松更有效率
（4）……
2．学生进行交流活动
教师：同学们能联系实际说说使用机械的好处吗？
让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识机械的使用和人们的生活息息相关，从而认识到提高机械效率具有十分重要的意义，增强效率意识。
3．知识拓展
板书设计
一、功率与机械效率
1.机械效率的计算：η=
2.功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。
二、机械的使用
极大地丰富和改善了我们的生活，但要注意机械的合理使用，最终达到与大自然的和谐共处。(共30张PPT)
说课稿
课程标准分析
编写意图分析
重点和难点
知识关系分析
教学任务分析
教学目标分析
教学过程分析
板书设计
本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中第一个二级主题“机械能和能源”中所涉及到的内容。内容标准中有关的条目是：“理解功和功率，关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。
课程标准分析
初学“机械效率”，往往对这些概念陌生难懂，思维不通、前后矛盾，甚至与学过的功率相混淆。通过分析阐述，帮助学生理解机械效率的物理含义，认识机械效率的高低是反映机械性能优劣的重要指标之一。通过剖析额外功产生的原因，从而了解提高机械效率的办法和途径，突破掌握这一概念的难点。
编写意图分析
【教学重点】
1．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；
2．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。
【教学难点】
1．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；
2．辨证认识智能化机械使用的利与弊。
本节主要讲述功率与机械，以及机械的使用两个方面的内容。前面已经学习了机械功和功率的基本概念以及机械功的原理，而我们引入这些物理概念的目的就在于研究机械做功的问题。谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题，所以这节课将更多地和生活相联系。
机械的使用就是为了代替人力做功，所以我们要认真了解和认识我们身边的机械。
知识关系分析
1．巩固机械功的原理；
2．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；
3. 功率和机械效率是从两个不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然的联系，前者表示做功的快慢，后者表示机械对总能量的利用率。
4. 机械的使用给人类带来了很多的便利，但如果不能合理地利用，也同样会给人类带来危害。总之，我们要不断积极地去探索自然规律，并应用这些规律大胆地发明和创造，不断改善人类自己的生存，并最终达到和自然和谐发展。
教学任务分析
教学目标分析
一、知识和技能
1．巩固机械功的原理；
2．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；
3．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；
4．了解现代机械的发展水平。
二、过程和方法
注意初中旧知识的扩展、迁移
通过举例和分析来解决重点，突破难点。
理解功率和机械效率的不同物理意义。
通过对机械效率的学习，领悟到不论什么情况下提高机械效率都是十分重要的，它不仅有很高的经济价值，还能提高人们的效率意识，而讲究效率正是现代人必须具备的基本素质之一。
树立崇高的理想，大胆地发明、创造，以不断改造人类自己的生存条件，最终达到人与自然的和谐发展。
三、情感态度与价值观
教学过程分析
新课导入
教师：前面我们已经学习了功率的概念，请同学们回顾一下引入功率这一概念的物理意义是什么？
（引发学生思考，让学生加深对功率的理解，为更好地了解机械效率与功率的异同服务。）
预测学生的回答可能有：
1、功率是描述做功快慢的物理量；
2、功率大就意味着单位时间内做的功就越多；
3、……
1、不可以随意地增大自己的功率，任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率
2、可以增大自己的功率，只要加大油门；
3、可以增大自己的功率，只要换个发动机就行了；
4、……
预测学生的回答可能有：
教师引导学生联系实际地思考，培养学生的发散思维能力，又能更好地激发学生的学习兴趣，教师再加以指导，指明加大油门只能是实际功率未达到额定功率时可行，换功率更大的发动机在实际中不切实可行，除非另行安装发动机备用，从而得出不可以随意地增大自己功率的结论。
教学过程分析
新课教学
一、功率与机械效率
教师：功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量，功率越大说明该机械单位时间内做的功就越多，那是不是功率越大的机械就越好呢？
大家不妨思考这样一个我们熟悉的例子：是不是学习时间越长的同学，学习成绩就越好呢？事实是不一定的，为什么呢？除了要有时间保证，还要有科学的学习方法，有较高的学习效率才可以。由此联想到机械做功是否也有一个效率问题呢？
提出悬念，引发思考，让学生在初中学习的机械效率基础上，通过阅读教材P18内容，经过思考、整理、归纳得出结论，实现初、高中物理知识的衔接和平稳过渡，得出公式。
1.机械效率的计算：η=
教师：如何理解“机械效率”呢？请举例说明有用功、额外功和总功。
预测学生结合初中所学可能列举的实例有：
（1）利用滑轮组在竖直方向提高重物，克服重物的重力所做的功是有用功，即W有用=G物h；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、克服动滑轮及绳子重力所做的功是额外功。
（2）利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，克服物体所受阻力做的功是有用功，即W有用=f阻s；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功是额外功。
（3）利用滑轮组在斜面上移动重物，克服重物的重力所做的功是有用功，即W有用=G物h；克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、克服动滑轮及绳子重力所做的功是额外功。
（4）……
说明：对学生所举的各种实例可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。
教师：上述实例中，我们把重物提高到一定高度，或在水平、斜面上使重物移动一定的距离，就是我们使用简单机械的目的，对使用机械是有利用价值的，所做的功是有用功；而滑轮组克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮及绳子重力所做的功等是额外功；作用在机械上的动力对机械做的功就是总功，即W总=F动s，或W总=W有用+W额外。
学生经分析不难得出正确的答案：是的，因为W有用总是要小于W总。
教师：机械效率是不是总小于1？
机械效率：表示机械做功或利用机械实现能量转化的有效程度的物理量，机械效率越高，有用功所占的比例就越多，额外功所占的比例就越少。
功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。
教师：同学们能否找到提高机械效率的例子呢？
（让学生列举例子，并归类总结）
预测学生可能列举的实例有：
（1）在建筑工地上把一车水泥运到楼顶，采用吊车比工人用手搬运省时、省力，提高工作效率。
（2）用水泵抽水比人工提水灌溉农田省时、省力，提高工作效率。
（3）乘自动扶梯或电梯上楼比直接走上楼更省时、更轻松。
（4）……
补充：
二、机械的使用
1、机械使用的意义
教师：我们生活中无处不在使用着机械，可以说人类已经很难离开机械了，那么人类使用机械的目的是什么呢？
预测学生的回答可能有：
（1）可以代替人力做功
（2）可以完成超越人力的工作
（3）可以使人们的工作变得更轻松更有效率
（4）……
2．学生进行交流活动
教师：同学们能联系实际说说使用机械的好处吗？
让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识机械的使用和人们的生活息息相关，从而认识到提高机械效率具有十分重要的意义，增强效率意识。
3．知识拓展
板书设计
一、功率与机械效率
1.机械效率的计算：η=
2.功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。
二、机械的使用
极大地丰富和改善了我们的生活，但要注意机械的合理使用，最终达到与大自然的和谐共处。(共26张PPT)
功 功率习题课
1、功的公式：
W=Fs cosθ
强调: 只适用恒力做功
（F表示力的大小,S表示物体位移大小,θ是F与s的方向夹角）
W合(W总) = W1+ W2 + W3 +
或 W合= F合 s cosθ
2、功是个标量，所以合力做的功等于
各力做功的代数和
3、功的正负的含义：
③功是个过程量；
②做功过程是改变物体能量的过程；
①力对物体做了多少负功，也就是说物体克服这个力做了多少功；
⑤功的正负表示物体能量的增减；
④功是标量；
1、拉力一定做正功吗
F
2、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力：
A、对A做的功多 B、对B做功多
C、一样多 D、以上都有可能
粗糙 光滑
A B
F F
θ θ
C
3、在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？
S
FN
mg
4、以一定的初速度向上抛出一个小球，小球能上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回抛出点的过程中，空气对小球做的功：
A、零 B、-Fh C、Fh D、-2Fh
D
1）求在来回直线、曲线运动中的做功，若不是恒力要注意分段进行！
3）恒力做功公式对来回直线、曲线运动
也是适用的！
2）空气阻力做功一般是
路程
fs
W
f
-
=
5、质量m=2kg的物体置于粗糙的水平面上,物体与平面间的动摩擦因数为0.5,在水平恒力F=20N作用下由静止开始运动2s,取g=10m/s2,求：
1）力F对物体做的功；
2）物体克服摩擦力做了多少功；
3）合力所做的功；
4）各力对物体所做的总功。
m
F
6、如图，物体在水平桌面上，对它施加A所示的拉力F，使它由静止开始发生位移s；对它施加以B所示的推力F，使它由静止开始发生位移s，F与水平方向夹角均为θ，则：
①F做功那种情况多？为什么？
②物体克服摩擦力做功那种情况多？为什么？
)θ
)θ
F
F
◆思考题1：
(1)、 摩擦力一定做负功吗 静摩擦力一定不做功吗 滑动摩擦力一定做功吗？
(2)、 一对平衡力中的一个力如果做正功,那么另一个力一定做负功吗 那么一对作用与反作用力,作用力做正功,反作用力一定做负功吗？
(3)、做匀速圆周运动的物体受到的向心力做功吗？
v0
v0
m
2、滑动摩擦力一定做负功吗
M
SM
Sm
M
v0
m
滑动摩擦力f对m做负功 W1=- f Sm
滑动摩擦力f对Ｍ做正功 W2= f SM
一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功
滑动摩擦力对滑块做负功
滑动摩擦力对桌不做功
滑动摩擦力即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
例、如图所示，一子弹以水平速度射入置于光滑水平面上原来静止的木块，在子弹相对木块运动的过程中，子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为s，木块对子弹的摩擦力大小为f，求木块对子弹的摩擦力做的功和子弹对木块的摩擦力做的功。
s
d
F
A
B
3、静摩擦力一定不做功吗
A和B相对静止,一起加速运动
静摩擦力对A做负功W=-fS
静摩擦力对Ｂ做正功Ｗ=fS
一对静摩擦力作功之和必定为零
4.作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗
S
N
S
N
作用力和反作用力做功,其大小不一定相等,正负也不一定相反:
可以都做正功;
可以都做负功;
可以都不做功;
汽车等交通工具,在行使中,由于各种原因的影响,功率会随时发生变化.发电机正常工作时,它的输出功率达到最大值,即为额定功率.但发电机正常工作时,它不一定做匀速运动,此时牵引力仍可大于阻力,汽车仍会继续加速,速度继续增大,最后达到匀速.
现在我们来讨论两种最特殊的情况: 一种为汽车以恒定的额定功率启动 另一种为匀加速启动
关于汽车等交通工具发电机功率P=Fv的讨论
一、汽车以恒定的额定功率启动
变加速速运动
匀 速 运 动
A
例2.一台质量为2000kg,额定功率为5×104w的汽车,若其在行使中所受的阻力恒定不变,且汽车以额定功率行使的最大速度为20m／s,则汽车在启动后速度为10m／s时的加速度有多大
解:∵
∴
二.匀加速启动过程
匀加速运动,当汽车的功率增大到额定功率后,再做变加速运动,最后做匀速运动,牵引功率,牵引力,加速度,速度各个量的变化情况是:
匀 加 速 直 线 运 动
变 加 速 运 动
匀 速 运 动
例3质量为5t的汽车,额定功率为P=90kw,设汽车运动的阻力恒为车重的0.05倍
1.求汽车沿水平道路行使的最大速度
2.设汽车由禁止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m／s2,求汽车维持这一加速度行使的最长时间(g=10m／s2)
1.∵m=5000kg, p=9.0×104 w
f=kmg=0.05×5000×10=2.5×103
∵pm=fvm
∴vm=pm／f =9×104／2.5×103
=36(m／s)
2.汽车做匀加速运动完毕时,功率达到最大输出功率,即额定功率
根据牛顿第二定律有:
F – f=ma
F=f+ma=4.5×103N
匀加速运动完毕时有:P=Pm
∵P=Fv
∴v=p／F
=9.0×104 ／ 4.5×103=20(m／s)
∵v=at
∴t=v／a=20 ／ 0.4=50(s)
错误解法:vm=at
t=vm／a=36 ／0.4=90(s) (共49张PPT)
EDUCATION RESEARCH IN STITU
ls9日
令
阳鄂
自主学习
目标
通过实例了解机1.概念
械的额定功率
有用功跟总功的比值叫做机械效率
它是表示机械做功或利用该机械实
能量转化的有效程度的物理量
2.公式
了解机械效率的由机械功的原理可知
含义,关注效率的实
有用
额外
有用
额外
际应用
因此,机械效率可表示为
有用
有用
机械效率的方法:增大有用功
3.了解
和减小额外功
械的使用,体会人与
功率和机械效率是从不同方面反映
汎械的密切关系
机械性能的两个物理量.功率大,表示
机械做功快;机械效率高,表示机械对
总能量的利用率高.功率大的机械效
率不一定高
典例剖析
类型→机械效率的理解和计算
例1】如图1-4-2所示,重为100N的
物体G在大小为12N的拉力F作
下,在水平方向匀速移动了2m,弹簧
测力计示数为5N.试求滑轮的机械
效
思路点拨:由动滑轮的
确表示动
求W;有用功是克服地面的摩擦力所做的功
解析:依图知,拉力F移动的距离
利用滑轮做的总功
因重物做匀速运动,
则有用功为W有
根据
有
得滑轮的机械效率
有用
维总结解决此类问题,关键是要弄清楚哪是动力做的功,
即总功,哪是有用功
拓展探究:如图1-4-3所示,某人用滑轮组往
m高的平台上运沙土,已知沙土的质量是
40kg,袋子和动滑轮共重100N,不计绳重和
摩擦.求:工人匀速拉动绳索时,所用的拉
是多少 此过程中工人做的有用功是多少
此滑轮组的机械效率多大 (g取
解析:由题意知
250×2
则
0.8=80
案:2
200
80%
类型二功率和机械效率的
题
例2】如图1-4-4所示,利用轻滑轮将一质量为
g的重
物沿倾角
的斜面以速度
匀速拉至高为
的汽车上(
8),斜面与物
体间的动摩擦因数
2.试求:(取
(1)此过程中拉力F的功率是多少
(2)这一过程机械效率是多少
力
机械结构特
路点拔
重
力
动滑轮、余
支持力、摩擦
各力做功特
力功
力F的功率
功、总功
机械效
用功
解析:(1)该物体受到斜面支持力N,摩擦力f,拉力F.因
本沿斜面匀速
万
万
由
8
匀速运动时,拉力功率
80
斜面移动
力功
8
有用功W有
0.79
答案:(1)380W(2)
s9小论机减效率时,常讲到总功、有用功和额外功
这里的总功主要是指动力F所做的功,它与
外力对
功
不
在数值
等于所有外力对物体做功的代数和,即
摩擦阻力做的功通常是额外功(共28张PPT)
机械功
功
要点·疑点·考点
课 前 热 身
能力·思维·方法
要点·疑点·考点
一、功的概念
1.定义：物体受到力的作用，并在力方向上发生一段位移，就说力对物体做了功.
2.公式：W=Fscosα，其中α为F与s的夹角，F是力的大小，s是位移大小.
3.物理意义：功是能量转化的量度.
4.单位：焦耳(J)1J=1N·m.
要点·疑点·考点
5.功是标量，没有方向、但是有正负,正负表示能量转化的方向.
①当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功；
②当α=90时W=0，力对物体不做功；
③当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功.
要点·疑点·考点
二、功的计算方法
1.W=Fscosα，F通常是恒力大小，s是受力质点的位移大小.
2.W=Pt，如汽车以恒定功率启动时，通过时间t，牵引力做功的求法.(这种方法用得较少，容易忘却，要注意)
3.动能定理：W外=ΔEk，一般求变力做功较为方便?
4.功是能转化的量度，一般用能量守恒来求.
要点·疑点·考点
三、注意点
1.区别冲量与功两概念：冲量是矢量，当合力是恒力时，冲量方向与合力同向；当合力是变力时，冲量方向与物体动量改变的方向相同，冲量大小仅由F、t决定，与a、s等无关.功是标量，大小由F、s、a三者决定?
2.掌握恒力做功的特点：恒力做功大小与路径无关，只与初、末位置有关.如：重力做功，匀强电场中的电场力做功，液体的浮力做功等.
要点·疑点·考点
3.掌握滑动摩擦力、空气阻力做功的计算方法：功的大小等于力和路程(不是位移)的乘积.若是发生相对运动的两物体间的一对相互作用的摩擦力做的总功大小：则W总=f·d(此式同样适用一对作用力与反作用力做的总功，式中d指物体间的相对位移)，且W=Q(即摩擦生热).
课 前 热 身
1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功(C)
A.在光滑的水平面上较多
B.在粗糙的水平面上较多
C.一样多
D.由小车运动所需的时间决定
课 前 热 身
2.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移s的过程中(B)
A.重力对物体做功mgs
B.重力对物体做功mgssin
C.支持力对物体做功mgscos
D.摩擦力对物体做正功，数值为mgssin
课 前 热 身
3.放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度匀速移动4s，则拉力共做了240J的功，摩擦阻力对物体做了240J的功.
课 前 热 身
4.重30N的物体在大小为20N、方向与地面成30°角的拉力作用下沿光滑水平面前进3m，则合外力对物体做了 J的功.
课 前 热 身
5.重20N的铁球在离地面40m的高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么在铁球从开始下落到着地的过程中，重力对小球做的功为800J，空气阻力对小球做的功为-160J，小球克服空气阻力做的功为160J.
能力·思维·方法
【例1】如图6-1-1所示，把系在轻绳上的A、B两小球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直)，则在两小球向左下摆动时，下列说法正确的是(CD)
图6-1-1
能力·思维·方法
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功
能力·思维·方法
【解析】很多人错选AB答案，原因是没有分析A、B球的实际运动过程而造成的，如果我们大概画出A、B球的运动轨迹，那么我们就可以找出绳子与球的运动方向的夹角，进而可判定做功的情况.由于OA绳一直张紧且O点不动，所以A球做圆周运动，OA绳对A球不做功，而B球是否与A球同步下摆做圆周运动呢
能力·思维·方法
让我们用模拟等效法分析：设想A、B球分别用两条小绳悬挂而各自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T= ；可见摆长越长，摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置.
可见绳AB的张力对A球有阻碍运动之作用，而对B球有推动运动之作用，所以正确答案为CD.
能力·思维·方法
【例2】质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平面上前进了s，如图6-1-2，设滑块与木板间的动摩擦因数为 求：
图6-1-2
能力·思维·方法
(1)摩擦力对滑块做的功；
(2)摩擦力对木板做的功；
(3)摩擦力做的总功；
(4)上述过程中机械能转化为内能的大小.
能力·思维·方法
【解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图图6-1-3所示.f= mg，f′=-f
摩擦力对滑块做的功为:Wm=-f(s+L)=- g(s+L)，
摩擦力对木板做的功为WM=-f′·s= mg·s，
摩擦力做的总功为W=Wm+WM=- mgL，
转化为内能的大小为Q=-W= mgL?
图6-1-3所示
能力·思维·方法
【解题回顾】摩擦力是阻力(对滑块)时，它所做的功是负功；摩擦力是动力(对木板)时，它所做的功是正功.我们还体会到摩擦力f和f′虽然是一对作用力和反作用力，但它们做的功却不一定相等.
能力·思维·方法
【例3】如图6-1-4所示，一质量m=4.0kg的物体，由高h=2.0m，倾角 =53°的斜面顶端滑到底端.物体与斜面间的动摩擦因数为 =0.2.求物体所受外力做的功.
图6-1-4
能力·思维·方法
【解析】以物体为研究对象.
物体受重力mg、摩擦力f、支持力N的作用，其受力情况如图所示.
解法一：先求出各个力所做的功，再求总功.
∵N=mgcos ，∴f= N= mgcos ?
物体的位移为：s=h/sin
根据功的公式可求出：
能力·思维·方法
重力的功为Wg=mg·s·sin ＝mgh=4.0×10×2.0=80J，
摩擦力的功为:
Wf=-f·s＝- mgcos ×(h/sin )
=-0.2×4.0×10×2.0×3/4=-12J，
支持力的功为W功=0，
故物体所受合外力的功为:
W总=WG+Wf+WN=80J-12J=68J?
能力·思维·方法
解法二：先求物体的合外力，再求合外力的功?
如图所示，物体所受的合外力为：
F合=mgsin -f=mgsin - mgcos
=mg(sin - cos =4.0×10×(0.8-0.2×0.6)=27.2N
物体的位移为：g=h/sin =2/0.8=2.5m
故物体所受合外力的功为
W总=F合·s=27.2×2.5=68J?
能力·思维·方法
【解题回顾】合外力做功有两种解法，如果各个力都是恒力，两种解法都能用，但如果其中有变力，那只能先求各个力做功而后再取其代数和.
能力·思维·方法
【例4】物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力F1，经t秒后撤去F1，立即再对它施一水平向左的恒力F2，又经t秒后物体回到出发点，如图6-1-5所示?在这一过程中，F1、F2分别对物体做的功W1、W2间的关系是(C)
A.W1=W2
B.W2=2W1
C.W2=3W1
D.W2=5W1
图6-1-5
能力·思维·方法
【解析】A到B的作用力F1，BCD的作用力为F2，由牛顿第二定律F=ma及匀减速直线运动的位移公式-s=v0t-1/2at2，匀加速直线运动的速度公式v0=at，设向右为正向，向左为负向，设AB=s，可得：
-s=v0t-1/2a2t2
-s=(a1t)t-1/2a2t2(共20张PPT)
高级中学课本
第一册(必修)
第一节 机械功
福建省莆田中 郑少华
教学目的：
1、正确认识功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的的因素。
2、正确应用公式W=FSCOSα计算力的功。
3、知道功是标量，正确理解正功和负功
的实质，能正确判断正功和负功。
4、知道多个力对物体所做的总功等于这
几个力的合力对物体做的功
教学重点：
正确应用公式W=FSCOSα计算力的功。
3、知道功是标量，正确理解正功和负功
的实质，能正确判断正功和负功。
教学难点：
教学过程：
(启发引入)
1、在初中我们已经学过功的初步知识，一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。请同学们举例说明力对物体做了功。
正功和负功
总功
变力的功
做功的两个要素
总结
功的
公式
1、作用在物体上的力。
2、物体在力的方向上产生一段距离。
一、做功的两个不可缺少的因素
返回
3、功的计算公式： W=F×S
功的单位：焦耳，用符号“J”表示。功是标量
举例说明力对物体做功的情况
二、功的公式
思考：当力的方向与位移方向有一夹角，如何求功呢？
S
W=FSCOSα
α是力的方向与位移方向的夹角
F
α
F
α
F1
F2
A
B
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
2、技巧：寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的角度就是力与位移方向的夹角。
三、正功和负功
功的公式：W=FSCOSα
讨论：
1、当α=0时，COS α=1，W =FS
和我们在初中学过的功的公式相同。
2、当α=π/2时，COS α=0，W =0
这时我们就说力对物体没做功。举例。
3、当α<π/2时，COS α>0，W>0
这时我们就说力对物体做正功。举例。
4、当π/2 <α≤ π时，COS α<0，W <0
这时我们就说力对物体做负功。举例。
α
S
F
返回
例1：如图所示，质量为m的物体在力F的作用下，在水平面上发生的位移为S，物体与支持面的动摩擦因数为μ，问：
（1）物体受到哪些力的作用？
（2）各力对物体所做的功分别是多少？
G
N
f
WG=WN=0
WF=Fscos(π-α)=FSsin α
Wf= - μ mgS
(1)、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn
(2)、先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：W总=F合Scosα
求力对物体所做的总功有两种方法：
四、总功
我们所学的功的计算公式是物体受恒力作用时，力对物体所做功的公式。如果作用在物体上的力是变力，或者物体运动的轨迹是曲线，如何求功呢？
请同学们阅读教材后回答。
五、变力所做的功：
返回
我们可以把位移分成许多小段，在每小段都足够小，可以认为是直线。物体通过每小段的时间足够短，力的变化很小，可以认为力为恒力，这样，对每一小段，就可利用公式W=Fscosα计算功。再把所有的功都加起来，就是变力所做的功。
F
A
B
例题：一质量为10kg的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平支持面上，受到与水平方向成300角的斜向上方20N的拉力作用在水平方向发生5m的位移。求：（1）拉力所做的功。
（2）外力对物体所做的总功。
F
G
N
f
解：WF=FScos300=40×5 × =173.2J
WG=WN=0
Wf=fScos1800= -0.2 × 10 × 9.8 × 5J=-98J
W总=WF+Wf=75.2J
课堂练习： 1、关于功的论述，下列说法中正确的是：
A、大力做的功多。
B、+5J的功比- 5J的功多
C、物体加速运动时的功比减速速运动时的功多。
D、+10J的功比+5J的功多。
D、+10J的功比+5J的功多。
2、人造卫星在半径为1.0×107m的圆形轨道上受到地球的引力是4.0 × 104N，卫星每绕地球运动一周，地球引力对卫星做多少功？
返回
答：地球引力对卫星做的功为零。
演示
计算恒力的功公式：W=FScosα
功是标量。功的正、负不表示功的大小，也不表示功的方向。能说明这个力是加快还是阻碍物体的运动。
总结：
作业：练习一（2）、（3）、（4）、（5）
计算变力所做的功：把物体通过各个小段所做的功加在一起，就等于变力在整个过程 中所做的功。
制 作：郑少华
二OO7年十月(共25张PPT)
功 率
4、做功有快慢吗
问题与思考
1、做功的两个要素
3、“正功”、“负功”由什么因素决定
2、做功大小由什么因素决定
5、如何描述事物变化的快慢
变化率:单位时间的变化量
变化率表示变化的快慢
变化率可以用“ X-t 坐标” 表示；
其钭率即为变化率的大小
2、定义：
功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率
3、定义式：
4、单位：瓦特（W）或焦/秒（J/s）
常用单位：千瓦（kW） 1kW =103 W
功 率
一、功率的基本概念
1、物理意义：表示做功的快慢
5 . 关于定义式的说明
①它是普遍适用的,不论恒力做功和变力做功
②它表示时间t内的平均功率,只有当物体匀
速运动时才等于瞬时功率
③应注意P、W、t 的同一性
④因为功有正负之分,故功率也有正负之分
一、功率的基本概念
一位同学想要知道自己爬杆过程中的功率，如何解决？
1、应测量哪些物理量；
2、应选择什么测量工具；
3、测量功率的理论依据．
4、测量的是瞬时功率还是
平均功率？
5、怎样知道瞬时功率？
问题与思考
例1 以恒力F 推一物体,使它在粗糙水平面上沿力的方向滑行一段距离，力F 所做的功是W1,平均功率是P1。若以相同的力F 推动该物体，使它在光滑水平面上滑行相同的距离，此时力F 所做的功是W2，平均功率是P2。则( )
A、W1>W2，P1
W2， P1 > P2
C、W1=W2，P1=P2 D、W1=W2，P1 < P2
做相同的功，用的时间越少，功率越大。
D
正常工作时 P实≤P额
偶尔可以 P实＞P额
二、额定功率和实际功率
1、额定功率（P额）：
发动机在正常条件下可以长时间工
作的最大功率。
2、实际功率（P实）：
发动机在实际工作时的功率。
问题与思考
1、汽车上坡前为什么要换“低速挡”？
2、汽车功率与速度之间存在一定关系吗？
P = W/t
当发动机的功率 P 一定时，牵引力 F 与速度 v 成反比。
三、功率与速度
W= Fl
P =Fv
v = l /t
1、力对物体做功的功率，等于力与受
力物体运动速度的乘积
①如果求解平均功率，式中v为平均速度；
求瞬时功率时，v为瞬时速度；
必须注意：F 和v 的同时性
②在汽车等交通工具一类问题中,式中P 为
发动机的实际功率，F 为发动机的牵引力，
v 为汽车的瞬时速度
P =Fv
2、对推导式的几点说明：
三、功率与速度
三、功率与速度
P =Fv cosα
3、力与速度不共线时的表达式
α为 F 与 v 间的夹角
P一定时：力F与速度v成反比
v一定时：力F与功率P成正比
F一定时：功率P与速度v成正比
4、机车的功率、牵引力与速度关系
质量为3kg的物体，从高30m处自由下落，问：
1.第2s内重力做功的功率是多少
2.第2s末重力做功的功率是多少
例2
四、机车两种启动问题研究
1、运动模型
F---牵引力
f---阻力
四、机车两种启动问题研究
2、在额定功率下启动
P =Fv
F-f= ma
P/v – f = ma
汽车做什么运动？
额定功率 P 恒定，速度 v 增大┅
P恒定
P = F v
v↑
F↓
f、m 一定
a↓
当F =f 时
达到最大速度vm
第一阶段：变加速运动（ ）
第二阶段：匀速运动（v = vm）
2、在额定功率下启动
a =0
vm=P额 / F=P额 / f
汽车做什么运动？
a↓
能定性画出Ｖ－t图象吗？
t
vm
o
t1
在额定功率下启动的Ｖ－t 图象
v
机车在恒定功率启动的加速过程一定不是匀加速。
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算。不能用W =Fl 计算！
（因为F 为变力, W =Fl 只适用于恒力做功）
四、机车两种启动问题研究
2、在额定功率下启动
四、机车两种启动问题研究
P =Fv
F-f= ma
P/v – f = ma
汽车做什么运动？
加速度a 恒定，速度 v 增大┅
3、恒定加速度启动
a一定
F一定
P =F v
v↑
P↑
P=P额时
v1=a t1
v↑
a↓
F↓
a=0
v=vm
当F =f 时
F—f =ma
第一阶段：匀加速；
第二阶段：变加速（ ）；
第三阶段：匀速（ ）；
3、恒定加速度启动
a>0
v↑
P/v – f = ma
P额不变
a↓
v=vm
vm=P额 / F=P额 / f
t1
t
v
v1
vm
o
t2
恒定加速度启动的Ｖ－t 图象
与恒定功率启动时的V-t图象有类似之处吗？
四、机车两种启动问题研究
4、两种启动的比较
（1）最大速度均为
vm=P额 / F=P额 / f
（2）最后均以最大速度做匀速直线运动
（3）后两个阶段的运动情况相同
变加速后再匀速
例3 汽车发动机的额定牵引功率为60kw，汽车质量为5×103kg，汽车在水平地面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试求：
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到
的最大速度是多少？
(2)若汽车从静止开始，保持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？
练习 汽车质量为2.0 ×103kg, 发动机额定功率24kW ,当它在水平公路上匀速行驶使能达到的最大速度是15m/s。（设行驶过程中阻力不变），求：
（1）当汽车在额定功率下行驶，汽车速度为10m/s时汽车的牵引力和加速度；
（2）当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动的输出功率；
（3）若要使汽车能以20m/s的速率在公路上行驶，我们必须选用功率起码为多少kw的发动机？