教科版物理必修二42功率课件.ppt

1、4.2 功率起重机编号被吊物重匀速上升速度所用时间做功A2103N4m/s4s3.2104JB4103N3m/s4s4.8104JC1.6104N2m/s1s3.2104J下表是三台起重机在工作时的有关数据记录 比较比较A和和B：它们做功时间相等，WAWB，B做功比A快 比较比较A和和C：它们做功相等，tAtB，C做功比A快一、功率一、功率1.1.物理意义：反映物体做功快慢的物理量。物理意义：反映物体做功快慢的物理量。2.2.定义：功跟完成这些功所用时间的比值。定义：功跟完成这些功所用时间的比值。公式：公式：WPt3.3.功率是标量功率是标量4.4.功率的单位：功率的单位：瓦特（瓦特（W W）

2、1W=1J/s=1N1W=1J/s=1N m/sm/s常用：常用：1kW=1000W 1kW=1000W 1 1马力马力=735=735瓦瓦1马力大小约等于每秒钟把马力大小约等于每秒钟把75公公斤重的物体提高斤重的物体提高1米所作的功米所作的功.上楼时，无论你是慢步上楼，还是快步跑上楼，只要上升的高度相同，那么人克服重力做功就相等。为什么快步上楼时，人会气喘吁吁，而慢步上楼时为什么快步上楼时，人会气喘吁吁，而慢步上楼时却不会？却不会？老年人上楼为什么比年轻人上楼要慢些？老年人上楼为什么比年轻人上楼要慢些？二、额定功率和实际功率二、额定功率和实际功率1.1.额定功率：是指机器额定功率：是指机器正

3、常工作正常工作时的时的最大输出功率最大输出功率，也，也 就是机器就是机器铭牌铭牌上的标准值上的标准值2.2.实际功率：是指机器在工作中实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率实际输出的功率3.3.机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时的机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时，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定功率（a a）人长时间做功时，功率约）人长时间做功时，功率约70W70W（b b）马长时间做功时，功率约）马长时间做

4、功时，功率约450W450W（c c）客车的额定功率约）客车的额定功率约100kW100kW汽车爬坡时为何必须使用低速档汽车爬坡时为何必须使用低速档?功率、力、速度的关系功率、力、速度的关系设一物体的运动方向与所受作用力的方向相同设一物体的运动方向与所受作用力的方向相同WPtWFxFxPtxvtPFv可得功率、力、速度的关系式：可得功率、力、速度的关系式：P Fvcos一般计算公式一般计算公式PFv三、平均功率和瞬时功率三、平均功率和瞬时功率1.1.平均功率：平均功率：若若v v为某段时间内的平均速度，为某段时间内的平均速度，P P表示该段时间内表示该段时间内的平均功率。的平均功率。2.2.瞬

5、时功率瞬时功率 若若v v为某一时刻的瞬时速度，则为某一时刻的瞬时速度，则P P表示该时刻的表示该时刻的瞬时功率。瞬时功率。特别注意特别注意 公式 只能用于计算平均功率。而 可用于计算平均功率和瞬时功率。也就是说在计算瞬时功率时，只能选用 WPtP FvcosP Fvcos1.1.关于功率，下列说法中正确的是（）关于功率，下列说法中正确的是（）A.A.功率是说明做功多少的物理量功率是说明做功多少的物理量B.B.功率是说明力做功快慢的物理量功率是说明力做功快慢的物理量C.C.做功时间越长，功率一定小做功时间越长，功率一定小D.D.力做功越多，功率一定大力做功越多，功率一定大 B B2.2.某人用

6、同一水平力某人用同一水平力F F先后两次拉同一物体，第一次使先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进此物体沿光滑水平面前进s s距离，第二次使此物体沿粗距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进糙水平也前进s s距离，若先后两次拉力做的功为距离，若先后两次拉力做的功为W W1 1和和W W2 2，拉力做功的功率是拉力做功的功率是P P1 1和和P P2 2，则，则()()A.WA.W1 1=W=W2 2，P P1 1=P=P2 2 B.WB.W1 1=W=W2 2，P P1 1P P2 2 C.WC.W1 1W W2 2，P P1 1P P2 2 D.WD.W1 1W W2 2，P P1

7、1=P=P2 2B B3.3.关于功率以下说法中正确的是（关于功率以下说法中正确的是（）A.A.据据 P=W/tP=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大可知，机器做功越多，其功率就越大B.B.据据 P=FvP=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比可知，汽车牵引力一定与速度成反比C.C.据据 P=W/tP=W/t可知，只要知道时间可知，只要知道时间t t内机器所做的功，就可内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D.D.根据根据 P=FvP=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比

8、。力与运动速度成反比。D D解：解：由由P=Fv 得得匀速行使时匀速行使时,汽车的牵引力汽车的牵引力F=F阻阻=1800N某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面在水平路面上行使时受到的阻力是上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如果行使速如果行使速度只有度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少发动机输出的实际功率是多少?FP v=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv=54km/h=15m/s以较低的速度行使时以较低的速度行使时

9、,P=Fv=180015W=27kW注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率 质量质量m=3kg的物体，在水平力的物体，在水平力F=6N的作用下的作用下,在光滑平面上从静止开始运动，运动时间在光滑平面上从静止开始运动，运动时间t=3s.求：求：（a）力）力F在在t=3s内对物体所做的功内对物体所做的功?(b)力力F在在t=3s内对物体所做的功的平均功率内对物体所做的功的平均功率?(c)在在3s末末,力力F对物体所做的功的瞬时功率对物体所做的功的瞬时功率?解：a=F/m=2m/sa=F/m=2m/s2 2t=3st=3s内物体的位移内物体的位移:s=1/2at:s

10、=1/2at2 2=9m=9m3s 3s 末的速度末的速度:V=at=6m/s:V=at=6m/s （a a）W=Fs=54J W=Fs=54J (b)P=w/t=18W (b)P=w/t=18W (c)P=Fv=36w (c)P=Fv=36wFFNmg【例】【例】质量为质量为0.5 kg0.5 kg的物体从高处自的物体从高处自由下落，在下落的前由下落，在下落的前2 s2 s内重力对物体内重力对物体做的功是多少？这做的功是多少？这2 s2 s内重力对物体做内重力对物体做功的平均功率是多少？功的平均功率是多少？2 s2 s末，重力对末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？物体做功的瞬时功率是多少？(

11、g g取取10 10 m/sm/s2 2)【例】质量为m的木块放在光滑水平面上，在水平力F作用下从静止开始运动，则从开始运动到t时刻，力F的功率是()A.F2t2mB.F2t22mC.F2tmD.F2t2m【例】【例】质量相同的质量相同的A A、B B两球，分别从同一两球，分别从同一高度以不同的初速度水平抛出，高度以不同的初速度水平抛出，A A球初速球初速v vA A小于小于B B球初速球初速v vB B，不计空气阻力，则从抛出，不计空气阻力，则从抛出到落地过程中有到落地过程中有 ()A A重力对重力对A A球做功的平均功率小些球做功的平均功率小些B B重力对重力对A A、B B两球做功的平均

12、功率相同两球做功的平均功率相同C C落地时落地时B B球的重力瞬时功率较大球的重力瞬时功率较大D D落地时落地时A A、B B两球的重力瞬时功率相等两球的重力瞬时功率相等图图423【例】(多选)如图 423 所示，在外力作用下某质点运动的vt 图象为正弦曲线从图中可以判断()A在 0t1时间内，外力做正功B在 0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在 t2时刻，外力的功率最大D在 t1t3时间内，外力做的总功为零【例】(2013济南高一检测)某物体从高为 H 处由静止下落至地面，用时为 t，则下述结论正确的是()A前、后H2内重力做功相等B前、后t2内重力做功相等C前、后H2内重力做功的平均功率相

13、等D前、后t2内重力做功的平均功率相等【例】(2013重庆七中检测)一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上，从 t0 开始，将一个大小为 F 的水平恒力作用在该木块上，在 tt1时刻力 F 的功率是()A.F22mt1B.F22mt21C.F2mt1D.F2mt21【解析】【解析】木块在力木块在力 F 作用下的加速度作用下的加速度 aFm，经经 tt1时间的末速度时间的末速度 vat1Fmt1，则则 PFvF2mt1.功率公式功率公式P PFvFv在实际问题中的应用在实际问题中的应用 在实际生活生产中，往往机械发动机的在实际生活生产中，往往机械发动机的功率功率P P是是一定一定的，由于牵引力

14、的，由于牵引力F F与速度与速度v v成成反比反比，所以可以通过，所以可以通过减小速度减小速度v v来来增大牵引力增大牵引力F F，同时也可以通过同时也可以通过减小牵引减小牵引力力F F 来来提高机械的速度提高机械的速度v v。汽车出站时总要有一段加速运动。试问能否让汽汽车出站时总要有一段加速运动。试问能否让汽车一直保持加速运动，使汽车的速度无限增大？车一直保持加速运动，使汽车的速度无限增大？四、汽车启动问题的讨论四、汽车启动问题的讨论第一种情况：汽车以恒定功率启动第一种情况：汽车以恒定功率启动当当F F=F F阻阻时，时，a a0 0 ，v v达达到最大到最大 保持保持 v vm m匀匀速速

15、F Fv vP Pa am mF FF F阻阻v v加速度逐渐减小的变加速度逐渐减小的变加速直线运动加速直线运动 匀速直匀速直线运动线运动机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v vt t 图图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。v vm mF F阻阻P Pvt0vm第二种情况：汽车以恒定加速度启动第二种情况：汽车以恒定加速度启动 a am mF FF F阻阻F Fv vP PF vF v当当P P=P P额额时，保持时，保持P P额额继续加速继续加速当当F F=F F阻阻时，时，a a0 0 ，v

16、v达到最大达到最大 保持保持 v vm m匀速匀速F Fv vP P额额a am mF FF F阻阻v v匀加速直线运动匀加速直线运动加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v v t t 图图 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的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，最终以速度变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线做匀速直线运动。运动。v vm mF F阻阻P P额额vt0vm【例】【例】质量为质量为5t5t的汽车的汽车,额定功率为额定功率为P=90kW,P=90kW,设汽车运动的设

17、汽车运动的阻力恒为车重的阻力恒为车重的0.050.05倍。倍。（1 1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度？）求汽车沿水平道路行驶的最大速度？（2 2）汽车以额定功率启动，当车速是）汽车以额定功率启动，当车速是30m/s30m/s时时,加速加速度是多大度是多大?解：解：（1 1）当）当F=FF=F阻阻时，速度最大时，速度最大mPPvFF阻又又 F0.05m g阻代入数据得：代入数据得：mv36m/s（2 2）汽车以额定功率启动）汽车以额定功率启动PFv额由牛顿第二定律知由牛顿第二定律知F Fm a阻解得：解得：2a 0.1m/s即时应用(即时突破，小试牛刀)【例】质量为m的汽车行驶在平直公路上，在

18、运动中所受阻力不变 当汽车的加速度为a，速度为v时发动机的功率是P1.当功率是P2时，汽车行驶的最大速度为()A.P2vP1B.P2vP1mavC.P1vP2D.P1vP2mav青海玉树大地震，破坏性巨大，山崩地裂，青海玉树大地震，破坏性巨大，山崩地裂，房屋倒塌，道路中断，给抗灾抢险工作带来很大房屋倒塌，道路中断，给抗灾抢险工作带来很大难度，大型机械一旦进入现场，其作用非常巨难度，大型机械一旦进入现场，其作用非常巨大一起重机由静止开始匀加速竖直提起质量为大一起重机由静止开始匀加速竖直提起质量为m的重物，当重物的速度为的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用时，起重机的有用功率达到最大值功率达

19、到最大值P，以后起重机保持该功率不变，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止，重力加速度为重力加速度为g，空气阻力不计，空气阻力不计【例】【例】(1)试对重物上升的整个过程进行运动性质分析试对重物上升的整个过程进行运动性质分析(2)求钢绳的最大拉力为多大？求钢绳的最大拉力为多大？(3)求重物的最大速度为多大？求重物的最大速度为多大？变式训练变式训练2质量为质量为2 t的汽车，发动机输出的功的汽车，发动机输出的功率为率为30 kW，在水平公路上能达到的最大速度为，在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为，当汽

20、车的速度为10 m/s时，其加速度为时，其加速度为多大？多大？4.4.按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则（则（）A A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B B汽车可以做匀加速运动汽车可以做匀加速运动C C汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大D D汽车达到最大速度时，所受合力为零汽车达到最大速度时，所受合力为零CDCD5.5.质量为质量为5kg5kg的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在若它在2s2s内从静止开始到速度增加到内从静止开始到速度增加到4m4ms s，则在这一段，则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是时间里外力对小车做功的平均功率是()()A.40W B.20W A.40W B.20W C.10W D.5WC.10W D.5WB B1.1.功率的物理意义：反映物体做功快慢的物理量。功率的物理意义：反映物体做功快慢的物理量。2.2.定义：功跟完成这些功所用时间的比值。定义：功跟完成这些功所用时间的比值。公式：公式：WPtPFv3 3.平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的定义平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的定义4.4.汽车启动的两种方式汽车启动的两种方式