7.3 功　率 課件（人教版必修2）

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3 功 率,2．知道平均功率和瞬時(shí)功率的含義，能根據(jù)P＝Fv進(jìn)行分析和計(jì)算． 3．了解額定功率和實(shí)際功率，能分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度之間的關(guān)系.,1.定義：_____跟____________________的比值叫做功率． 2．定義式：P＝____. 3．單位：在國際單位制中，功率的單位是_____，簡稱__，符號(hào)是___. 1W＝__J/s,1kW＝____ W. 4．物理意義：是表示_________的物理量．,功率,功W,完成這些功所用時(shí)間t,瓦特,瓦,W,1,103,做功快慢,思考1：功率大，做功一定多嗎？ 提示：功率與做功多少?zèng)]有必然聯(lián)系，功率大，做功不一定多，但做功一定快．,1．下列關(guān)于功率的說法，正確的是 ( )． A．力對(duì)物體做的功越多，功率就越大 B．做功時(shí)間短的機(jī)械，功率大 C．完成相同的功，用的時(shí)間越長，功率越大 D．功率大的機(jī)械在單位時(shí)間內(nèi)做的功會(huì)更多 解析 功率與做功多少?zèng)]有必然的聯(lián)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；完成相同的功，用時(shí)越長，功率越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故選D. 答案 D,額定功率與實(shí)際功率,輸出功率,不同,不變,實(shí)際工作,≥,思考2：各種機(jī)械銘牌上所標(biāo)功率是額定功率，還是實(shí)際功率？ 提示：額定功率．,2.以下關(guān)于功率的說法中，正確的是 ( )． A．動(dòng)力機(jī)械銘牌上標(biāo)明的是該機(jī)械的額定功率 B．額定功率是動(dòng)力機(jī)械工作時(shí)必須保持的穩(wěn)定功率 C．在較短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)際功率可以大于額定功率 D．在較長的時(shí)間內(nèi)，實(shí)際功率可以小于額定功率 答案 ACD,1.功率與速度關(guān)系式 P＝ ____(F與v方向相同)． 2．推導(dǎo),功率與速度,Fv,3．應(yīng)用 由功率速度關(guān)系式知，汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成______，要增大牽引力，就要_____速度．,反比,減小,3.下列關(guān)于功率的說法中正確的是 ( )．,答案 D,【典例1】 質(zhì)量為m＝2 kg的物體從距地面45 m的高處自由下落，在t＝2 s的時(shí)間內(nèi)重力的功率為多少？在2 s末重力做功的功率等于多少？在4 s末重力做功的功率又為多少？,答案 ①192.1 W ②384.2 W ③0,求解功率時(shí)應(yīng)該注意的問題 (1)首先要明確是求哪個(gè)力的功率，是某個(gè)力的功率，還是物體所受合力的功率，汽車的功率是指汽車牽引力的功率，起重機(jī)的功率是指起重機(jī)鋼絲繩拉力的功率．,【跟蹤1】 質(zhì)量m＝5 kg的物體，在水平力F＝10 N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求： (1)力F在t＝2 s內(nèi)對(duì)物體所做的功； (2)力F在t＝2 s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率； (3)在2 s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率．,解析 物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可求出加速度． 答案 (1)40 J (2)20 W (3)40 W,對(duì)公式P＝Fv的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) (1)由于公式W＝Fl適用于力F與位移l同方向的情況，故P＝Fv也適用于力F和速度v同方向的情況． (2)當(dāng)力F和速度v不在同一直線上時(shí)，可以將力F分解為沿v方向的分力F1和垂直于v方向的分力F2，F(xiàn)2不做功，其功率為0，F(xiàn)1的功率即為F的功率；或者分解速度，用F乘以沿F方向上的分速度來求．故功率的一般表達(dá)式為P＝Fvcos α，α是F、v之間的夾角．,對(duì)公式P＝Fv的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),【典例2】 (2012·江蘇)如圖7－3－1所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是 ( )． A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大，后減小 D．先減小，后增大,圖7－3－1,審題技巧 解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)： (1)小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在切線方向受力平衡． (2)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，速率不變，水平拉力變化，水平拉力與速度的夾角變大．,解析 小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，小球在切線方向受力平衡，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖所示，在切線方向上，有Fcos θ＝mgsin θ，故拉力的瞬時(shí)功率P＝Fvcos θ＝mgvsin θ，小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，θ逐漸變大，故P逐漸變大，選項(xiàng)A正確． 答案 A,對(duì)公式P＝Fv的理解,【跟蹤2】 汽車上坡的時(shí)候，司機(jī)必須換檔，其目的是 ( )． A．減小速度，得到較小的牽引力 B．增大速度，得到較小的牽引力 C．減小速度，得到較大的牽引力 D．增大速度，得到較大的牽引力 解析 由P＝Fv可知，P一定時(shí)，v減小，則F增大，故選項(xiàng)C正確． 答案 C,疑難突破3 機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式 1.恒定功率啟動(dòng) (1)啟動(dòng)過程中各量的變化及運(yùn)動(dòng)性質(zhì),圖7－3－2,2．恒定牽引力啟動(dòng) (1)啟動(dòng)過程中各量的變化及運(yùn)動(dòng)性質(zhì),圖7－3－3,典例剖析 【典例】 一輛質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車以額定功率P0＝6.0×104 W在水平公路上行駛，汽車受到的阻力為一定值，在某時(shí)刻汽車的速度為v1＝20 m/s，加速度為a1＝0.50 m/s2，求(g取10 m/s2)： (1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm是多大？ (2)若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(不是額定功率行駛)，加速度大小為a2＝1.0 m/s2，則這一過程能維持多長時(shí)間？,(2)汽車由靜止啟動(dòng)后，隨著速度的增大，牽引力的功率逐漸變大，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，機(jī)車達(dá)到勻加速直線運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度v2，設(shè)此過程中機(jī)車的牽引力為F2，由牛頓第二定律得 F2－F阻＝ma2⑤ 又P0＝F2v2⑥ v2＝a2t⑦ 聯(lián)立解得v2＝15 m/s，t＝15 s. 答案 (1)30 m/s (2)15 s,【審題技巧】,【我來沖關(guān)】 一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)： 規(guī)格：車型26″電動(dòng)自行車， 整車質(zhì)量30 kg，最大載量120 kg， 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁體電機(jī)： 額定輸出功率120 W 額定電壓40 V，額定電流3.5 A(即輸入電動(dòng)機(jī)的功率為40×3.5 W＝140 W) 質(zhì)量為m＝70 kg的人騎此自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人的總重的k＝0.02倍，g取10 m/s2，求：,(1)此車的電機(jī)在額定功率下正常工作時(shí)的效率； (2)僅讓電動(dòng)機(jī)在額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎自行車勻速行駛的速度； (3)僅讓電機(jī)在額定功率提供動(dòng)力的情況下，當(dāng)車速為v1＝1.0 m/s時(shí)，人騎車的加速度大?。?答案 (1)85.7% (2)6 m/s (3)1 m/s2,【狀元微博】 機(jī)車啟動(dòng)過程的分析步驟 (1)正確分析其物理過程，明確是哪種啟動(dòng)方式． (2)抓住兩個(gè)基本公式：①功率公式P＝Fv(P是機(jī)車的實(shí)際功率，F(xiàn)是機(jī)車的牽引力，v是機(jī)車的速度)；②牛頓第二定律，即F－Ff＝ma. (3)正確分析各個(gè)物理量在各個(gè)過程中的變化情況.,一、對(duì)功率的理解 1．關(guān)于功率，下列各種說法中正確的是 ( )． A．功率大說明物體做功多 B．功率小說明物體做功慢 C．單位時(shí)間內(nèi)做功越多，其功率越大 D．由P＝Fv可知，機(jī)車運(yùn)動(dòng)速度越大，功率一定越大 解析 功率是描述力做功快慢的物理量，單位時(shí)間內(nèi)力做的功就是功率；只有當(dāng)F一定時(shí)，功率P才與速度v成正比． 答案 BC,2．放在水平面上的物體在拉力F作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，先后通過A、B兩點(diǎn)，在這個(gè)過程中 ( )． A．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，力F做功越多 B．不論物體的運(yùn)動(dòng)速度多大，力F做功不變 C．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，力F做功的功率越大 D．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，力F做功的功率不變 解析 求做功用W＝Fl，故不論速度多大，F(xiàn)做功不變，故A錯(cuò)，B對(duì)；物體運(yùn)動(dòng)速度越大，通過相等位移所用時(shí)間越短，功率就越大．故C對(duì)，D錯(cuò)． 答案 BC,二、功率的計(jì)算 3．如圖7－3－4所示，在光滑的水平面上放著一個(gè)質(zhì)量為10 kg的木箱，拉力F與水平方向成60°角，F(xiàn)＝2 N．木箱從靜止開始運(yùn)動(dòng)，4 s末拉力的瞬時(shí)功率為 ( )． A．0.2 W B．0.4 W C．0.8 W D．1.6 W,圖7－3－4,答案 B,4．一臺(tái)起重機(jī)勻加速地將質(zhì)量為1.0×103 kg的貨物豎直吊起，在2 s末貨物的速度v＝4.0 m/s，取g＝10 m/s2，不計(jì)阻力，求： (1)起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均輸出功率； (2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)輸出功率．,答案 (1)2×104 W (2)4.8×104 W,三、機(jī)車的啟動(dòng)問題 5．汽車的質(zhì)量為4×103 kg，額定功率為30 kW，運(yùn)動(dòng)中阻力大小恒為車重的0.1倍．汽車在水平路面上從靜止開始以8×103 N的牽引力出發(fā)，求：(g＝10 m/s2) (1)經(jīng)過多長時(shí)間汽車達(dá)到額定功率？ (2)汽車達(dá)到額定功率后保持功率不變，最大速度多大？ (3)汽車加速度為0.6 m/s2時(shí)速度多大？,答案 (1)汽車經(jīng)過3.75 s達(dá)到額定功率；(2)最大速度為7.5 m/s；(3)汽車加速度為0.6 m/s2時(shí)速度為4.7 m/s.,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,