《高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第7章 第3節(jié) 功率課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第7章 第3節(jié) 功率課件 新人教版必修2（40頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié)功率第三節(jié)功率顛覆F1賽車速度歷史2006年7月22日本田車隊巴納維亞555挑戰(zhàn)計劃項目小組在美國的速度圣地猶他州巴納維亞鹽灘上沖破400千米/小時速度大關在一標準英里(約1 600米)內(nèi)成功達到了平均速度400千米/小時的速度目標：當?shù)貢r間7點21分，挑戰(zhàn)用車經(jīng)過一次沖擊即達到了400.459千米/小時的最高速度為了達到更高的速度，往往要采用更大功率的發(fā)動機1理解功率的概念，能應用功率公式P 進行有關計算2正確理解公式PFvcos 的意義，并能進行計算和解釋有關現(xiàn)象3知道什么是瞬時功率和平均功率、實際功率和額定功率，會在具體問題中計算瞬時功率和平均功率wt課前預習一、功率1定義 一個力
2、所做的功W跟完成這些功所用的時間t的_叫做功率，通常用P表示2定義式根據(jù)功率的定義，可知P_.注意：公式P 是功率的定義式，適用于任何情況下功率的計算wt比值wt3單位在國際單位制中，功率的單位是_，簡稱_，符號是_常用單位：1 kW_W.4標矢性功率是_，只有大小，沒有方向，但有正負功率的正負的意義與功的正負的意義相同5物理意義功率是表征物體做功_的物理量，它由物體做的功與做這些功所用的時間共同決定，并不單純由做功的多少決定只有在做功時間相同的情況下，才能認為物體做的功越多，功率越大瓦特瓦W103標量快慢二、平均功率和瞬時功率1平均功率：表示在_內(nèi)做功的平均快慢，用公式表示成P 或P .2瞬
3、時功率：表示在某一_(或某一時刻)做功的快慢，一般用P_來求三、額定功率和實際功率1額定功率是發(fā)動機_時的最大功率，通常都在銘牌上標明額定功率是動力機器重要的性能指標，一個動力機器的額定功率是一定的2實際功率是發(fā)動機_時輸出的功率機器工作wtFv一段時間位置Fv正常工作實際工作時都要受額定功率的限制，發(fā)動機實際工作時輸出的功率(即實際功率)，可以小于或等于額定功率，有時實際功率也會略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率四、功率與速度由公式PFv知：1P一定時，F(xiàn)與v成_2v一定時，P與F成_3_時，P與v成正比反比正比F一定怎樣理解和計算功率？1P 是功率的定義式，物理學中有許多物理量是用
4、“比值”來定義的，如前面學習的速度、加速度等若t較長，P為平均功率只有在趨向于零時，P才視為瞬時功率，可見P只能計算平均功率2公式PFv是功率的另一種計算方法當V是平均速度時，對應平均功率，當V是瞬時速度時對應瞬時功率wtwt3平均功率和瞬時功率的計算(1)平均功率的計算由于平均功率描述了物體在一段時間內(nèi)做功的快慢程度，它和一段時間(或一個過程)相對應，可直接用功率的定義式進行計算， W/t.當恒力做功時WFlcos ，則恒力對應的功率為PFv cos ，當v是運動物體在某一段時間內(nèi)的平均速度時，P就是對應該段時間內(nèi)的平均功率，即PF cos .應當注意的是，平均功率總是與某段時間(或某一過程
5、)相對應，所以對于平均功率一定要明確是哪段時間(或哪一過程)內(nèi)的Pv(2)瞬時功率的計算由功率的定義式P ，某一時刻t的瞬時功率等于包含t時刻在內(nèi)的一段無限小的時間t內(nèi)所做的功W與這段時間的比，即P ，但實際上這樣計算是不方便的通常情況下，計算瞬時功率可根據(jù)PFvcos 求出，其中v是瞬時速度，為F與v之間的夾角，P、F、v、為瞬時對應關系wtwtwtwt名師提示：1.公式P 常用于求某個過程中的平均功率，但如果所取時間t足夠小，也可以表示瞬時功率，這與瞬時速度的定義方式是一樣的2應用公式P 求功率時，一定要先判斷所求的功率是哪個力在哪段時間內(nèi)的功率，因為不同力在不同時間內(nèi)的功率是不同的嘗試應
6、用1下列關于功率的說法中正確的是()A由P 知，力做的功越多，功率越大B由PFv知，物體運動得越快，功率越大C由WPt知，功率越大，力做的功越多D由PFvcos 知，某一時刻，即使力和速率都很大，但功率不一定大答案：Dwtwt解析：在P 中，只有P、W、t中的兩個量確定后，第三個量才能確定，故選項A、C錯誤；在PFv中，P還與F有關，選項B錯誤；在PFvcos 中，P還與有關，選項D正確由功率與速度分析機車的啟動問題1PFv.(1)推導：功率的定義式為P ，又因為WFl，則P Fv，故功率的表達式：PFv.(2)對公式PFv的認識由于WFl的表示形式適用于力(F)與位移(l)同方向的情況，故P
7、Fv適用于力F和速度v同方向的情況當力F和速度v不在同一直線上時，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，分力F1的功率即為力F的功率；或者分解速度，力F乘以沿wtFltF方向上的分速度即為力F的功率故其一般表達式為PFvcos .其中是矢量F、v之間的夾角(3)對公式中F、v、P的說明.物理量應用說明力(F)力F是研究對象所受的外力，F(xiàn)是恒力，F(xiàn)可以是某一個力，也可以是幾個力的合力速度(v)通常情況下，速度v是一瞬時值，但物體的速度可能是恒定的，也可能是變化的夾角()角是F、v兩個矢量正方向間的夾角，式中cos 的作用是將F、v統(tǒng)一到一條直線上功率
8、(P)所有功率都是對力而言的，因此，要注意弄清所求的是某一個力的功率還是合力的功率2.機車啟動的兩種方式.流程圖速度圖象名師提示：分析機車啟動全過程必須抓住以下幾點(1)正確分析其物理過程(2)抓住基本公式：功率公式PFv，P是機車的功率，F(xiàn)是機車的牽引力，v是機車的速度；當機車勻速運動時FFf，當機車變速運動時，由牛頓第二定律，得FFfma.(3)正確分析公式中各個物理量在各個過程中的變化情況 嘗試應用2汽車上坡的時候，司機必須換擋，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：汽車上坡，阻力增大，為了得到較
9、大的牽引力，必須換擋減速答案：C 如圖所示，質量為m2 kg的木塊在傾角37的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s內(nèi)重力做的功；(2)前2 s內(nèi)重力的平均功率；(3)2 s末重力的瞬時功率平均功率與瞬時功率的計算答案：(1)48 J(2)24 W(3)48 W1.質量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時間t的關系如圖所示，力的方向保持不變，則()變式應用答案：BD機車啟動問題 一汽車額定功率為100 kW，質量為1.0104 kg，設阻力恒為車重的0.1倍
10、，取g10 m/s2.(1)若汽車保持恒定功率運動，求運動的最大速度；(2)若汽車以0.5 m/s2的加速度勻加速運動，求其勻加速運動的最長時間答案：(1)10 m/s(2)13.4s名師歸納：對機車等交通工具類問題，應明確PFv中，P為發(fā)動機的實際功率由于這類問題是一個動態(tài)變化過程，各個物理量相互關聯(lián)，分析時，抓住不變量，利用PFv和 F合ma進行逐步分析變式應用2與普通自行車相比，電動自行車更省力下表為某一品牌電動自行車的部分技術參數(shù).在額定輸出功率不變的情況下，質量為60 kg的人騎著此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人總重的0.04倍，則當此電動自行車達到最大速度時，牽引力為
11、_ N；當車速為2 m/s時，其加速度為_ m/s2.(g取10 m/s2)規(guī)格后輪驅動直流永磁鐵電機車型6FM14額定輸出功率200 W整車質量40 kg額定電壓48 V最大載重120 kg額定電流4.5 A答案：40 0.6基礎練1關于功率概念，下列說法中正確的是()A力對物體做的功越多，力做功的功率越大B功率是描述物體做功快慢的物理量C從公式PFv可以知道汽車的發(fā)動機功率一定時，牽引力與運動速度成反比D當輪船航行時，如果牽引力與阻力相等時合外力為零，此時發(fā)動機的實際功率為零解析：功率描述的是力做功的快慢，故選項A錯誤，選項B正確；汽車的功率指的是牽引力做功的功率，選項C正確，選項D錯誤答
12、案：BC2物體A、B質量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上在相同力F作用下，由靜止開始都通過了相同的位移s，如圖所示，那么()A力F對A做功較多，做功的平均功率也較大B力F對B做功較多，做功的平均功率也較大C力F對A、B做的功和做功的平均功率都相同D力F對A、B做功相等，但對A做功的平均功率較大 答案：D解析：解析：由功的公式W=FS知力F對A、B做功相等.而A物體加速度大，所以時間少，故對A做功快.3某同學進行體能訓練，用了100 s的時間跑上20 m高的高樓，試估測他登樓的平均功率最接近的數(shù)值是()A10 WB100 WC1 kWD10 kW答案：B4假設汽車以額定功率在水平
13、路面上行駛，所受阻力大小不變，則它不可能做()A勻加速直線運動 B勻減速直線運動C勻速直線運動 D變加速直線運動解析：汽車以額定功率行駛，P不變，若汽車做勻加速直線運動，則FFfma不變，但v變大，則要求PFv變大，這與P不變矛盾，故A不可能同理B也不可能；只要FFf，則汽車即可做勻速直線運動且P不變，C可能；由PFv知，汽車以額定功率啟動時，隨著v的變大，F(xiàn)變小，加速度變小，汽車做變加速直線運動，D可能答案：AB5如圖所示，一架自動扶梯以恒定的速度v1運送乘客上同一層樓，某乘客第一次站在扶梯上不動，第二次以相對扶梯v2的速度勻速往上走兩次扶梯運送乘客所做的功分別為W1、W2，牽引力的功率分別
14、為P1、P2，則()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1W2，P1P2解析：扶梯兩次運送乘客的速度均為v1，扶梯所施加的力不變，由PFv知P1P2；由于第二次所用的時間短，由WPt得W2W1.故選項D正確答案：D6.在平直公路上以一定速率(約為5 m/s)行駛的自行車所受阻力為車和人總重量的0.02倍，則騎車人的功率最接近于(車和人的總質量約為100 kg)()A0.1 kW B1103 kW C1 kW D10 kW 解析：這是一道估算題，車速v5 m/s，騎車時的牽引力 FFf0.0210010 N20 N，所以功率PFv205 W100 W，即0.1 kW，故A正確
15、答案：A提高練7.質量為m的汽車由靜止開始以加速度a做勻加速運動，經(jīng)過時間t，汽車達到額定功率，則下列說法正確的是（）A.at即為汽車額定功率下的速度最大值B.at還不是汽車額定功率下速度最大值C.汽車的額定功率是D.題中所給條件求不出汽車的額定功率tma2解 析 ：解 析 ： 汽 車 額 定 功 率 下 的 最 大 速 度 是 a = 0時， ，故A項錯誤，B項正確.汽車的功率是牽引力的功率，不是合力的功率，故C項錯誤.由F-=ma,F= +ma,因 不知，則F不知，故求不出汽車的額定功率，故D項正確.答案：BDfmFPFPv額額fFfFfF8跳繩是一種健身運動設某運動員的質量為50 kg，
16、一分鐘跳繩180次假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的 ，則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2)25答案：75 W9在一次抗洪搶險活動中，解放軍某部隊用直升機搶救一重要落水物體，靜止在空中的直升機上的電動機通過吊繩將物體從直升機正下方90 m處的洪水中吊到機艙里已知物體的質量為80 kg，吊繩的拉力不能超過1 200 N，電動機的最大輸出功率為12 kW.為盡快把物體安全救起，操作人員采取的辦法是，先讓吊繩以最大拉力工作一段時間，而后電動機又以最大功率工作，當物體到達機艙前已達到最大速度(g取10 m/s2)求：(1)物體勻加速運動的時間；(2)物體運動的最大速度答案：(1)2 s(2)15 m/s
高中物理（情景切入+課前導讀+問題探究+知能演練）第7章 第3節(jié) 功率課件 新人教版必修2
