73《功率》.pptx

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1、孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 理解理解功率的功率的概念，能概念，能运用功率的定义运用功率的定义式式 P = W/t 进行进行有有关的计算。关的计算。2. 理解理解额定功率和实际功率的概念。额定功率和实际功率的概念。3. 了解了解平均功率和瞬时功率的含义。平均功率和瞬时功率的含义。4. 根据根据平均功率的定义平均功率的定义式，推导式，推导 P = Fv，并，并能用于分析、能用于分析、计算和解释有关现象。计算和解释有关现象。5. 能能分析汽车发动机功率一定时分析汽车发动机功率一定时,牵引力与速度之间的关牵引力与速度之间的关系。系。6. 通过通过对各种机械的功率的探究和有关功率的对各种机械的

2、功率的探究和有关功率的测量，认测量，认识识功率概念在生活中的应用。功率概念在生活中的应用。孝义市实验中学校孝义市实验中学校 首先通过比较一头牛和一台耕地机、一个人和收割机、人首先通过比较一头牛和一台耕地机、一个人和收割机、人和抽水机的做功快慢，引出功率的概念和定义式，并通过对动和抽水机的做功快慢，引出功率的概念和定义式，并通过对动力机械分析，讨论额定功率和实际功率。根据对物体做功的定力机械分析，讨论额定功率和实际功率。根据对物体做功的定义和运动学公式导出功率与速度的关系，得到平均功率和瞬时义和运动学公式导出功率与速度的关系，得到平均功率和瞬时功率的计算式，最后分析机车的启动问题。功率的计算式，

3、最后分析机车的启动问题。 利用功率的概念可以得到它的定义式：利用功率的概念可以得到它的定义式： P = W/t，继续推导，继续推导可以得到瞬时功率的公式：可以得到瞬时功率的公式： P = Fv，通过两道习题，让学生掌，通过两道习题，让学生掌握平均功率和瞬时功率的求解。利用瞬时功率握平均功率和瞬时功率的求解。利用瞬时功率 P = Fv 和运动学和运动学的知识来讨论机车的启动问题。的知识来讨论机车的启动问题。孝义市实验中学校孝义市实验中学校 一一台耕地机一台耕地机一天能耕地天能耕地约约 20亩亩田地田地 一一头牛一天能头牛一天能耕地耕地 5 亩亩田地田地孝义市实验中学校孝义市实验中学校 一一部收割

4、机一部收割机一天能收割天能收割数十亩数十亩水稻水稻 一一个农民一天个农民一天能收割能收割一亩一亩水稻水稻孝义市实验中学校孝义市实验中学校抽水机抽水抽水机抽水人挑水人挑水孝义市实验中学校孝义市实验中学校WPt 1. 定义定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。 2. 公式公式： 1 W1 J/s3. 物理物理意义：意义：反映物体做功的快慢。反映物体做功的快慢。4. 单位单位：瓦特瓦特（国际单位制）（国际单位制）,简称瓦，符号简称瓦，符号是是 W5. 功率功率是标量是标量孝义市实验中学校孝义市实验中学校长时间运动时人的功率为数长时间运动时人的功率为数10

5、W10W，优秀运动员可达，优秀运动员可达1kW1kW长时间运动马的功率为数百瓦长时间运动马的功率为数百瓦鲸游动时功率可达鲸游动时功率可达350kW350kW小汽车的功率为数十小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦千瓦至两百千瓦高速列车的功率可达数万高速列车的功率可达数万kWkW万吨豪华游轮的功率万吨豪华游轮的功率可达可达1 1万万kWkW以上以上孝义市实验中学校孝义市实验中学校一个物体在水平一个物体在水平恒力恒力 F 的的作用下，以作用下，以速度速度 v 匀速匀速直线运动直线运动了一段了一段时间时间 t，在这，在这段段时间时间 t 内恒力内恒力 F 做功做功的的功率多大功率多大? ?FvFtWPt

6、WFs FsPt svt PFv 孝义市实验中学校孝义市实验中学校平均功率：平均功率：描述在一段时间内做功的描述在一段时间内做功的平均平均快慢快慢瞬时功率：瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢表示在某一时刻做功的快慢分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？WPt PFv 孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 求求平均功率平均功率（v 是是平均速度）平均速度）2. 求求瞬时功率瞬时功率（v 是是瞬时速度）瞬时速度）比较常用比较常用WPt PFv PFv 孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 质量质量为为 2 kg 的物体，受到的物体，受到 24 N 的竖直向

7、上的拉力作用，的竖直向上的拉力作用，由静止开始向上运动了由静止开始向上运动了 5 s，求求： (取取 g10 m/s2)(1) 5 s 内拉力对物体所做的内拉力对物体所做的功；功；(2) 5 s 内拉力的平均功率内拉力的平均功率；(3) 5 s 末拉力的末拉力的瞬时功率。瞬时功率。孝义市实验中学校孝义市实验中学校解解：首先分析物体的受力情况，如图首先分析物体的受力情况，如图 所所示，其中示，其中 F 为为拉力拉力，mg 为重力，物体受一个大小为为重力，物体受一个大小为 4 N 的合力，方向的合力，方向向上由向上由牛顿第二定牛顿第二定律得物体的律得物体的加速度加速度(2) 5 s 内拉力的平均功

8、率为内拉力的平均功率为 P F v 245 W120 W(3) 5 s 末拉力的瞬时功率末拉力的瞬时功率为为 PFv2410 W240 W(1) 5 s 内拉力内拉力 F 对物体所做的功对物体所做的功为为 WFs2425 J600 J孝义市实验中学校孝义市实验中学校 1. 质量质量 m = 2 kg 的的木块在倾角木块在倾角为为 37的的斜面斜面上由上由静止开始静止开始下滑，木块与斜面间的下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为动摩擦因数为 0.5。已知：。已知：sin37 = 0.6，cos 37= 0.8，g = 10 m/s2。求：。求：（1）前前 2 s 内内重力做的功。重力做的功。（2）前前

9、 2 s 内内重力的平均功率。重力的平均功率。（3）2 s 末末重力的瞬时功率。重力的瞬时功率。（1）48 J（2）24 W（3）48 W孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校额定功率：额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，机是指机器正常工作时的最大输出功率，机器铭牌上会有标记。器铭牌上会有标记。实际功率：实际功率：是指机器在工作是指机器在工作中实际输出的功率。中实际输出的功率。实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率使实际功率略大于额定功率，不允许长时

10、间超过额定功率工作。工作。孝义市实验中学校孝义市实验中学校汽车汽车加速运动的情况有两种加速运动的情况有两种：PFv 1. 以以额定功率额定功率 P额额 启动启动;2. 在在恒定的牵引力恒定的牵引力 F 作用下启动。作用下启动。孝义市实验中学校孝义市实验中学校v vP PF F额额牵牵 m mf fF Fa a阻阻牵牵 mPvf 额额阻阻孝义市实验中学校孝义市实验中学校v vP PF F额额牵牵 m mf fF Fa a阻阻牵牵 vmvtO孝义市实验中学校孝义市实验中学校例例 2. 汽车汽车发动机的额定功率发动机的额定功率为为 60 kW，车的质量为，车的质量为 5 t，在在水平路面上行驶时，阻

11、力是车重水平路面上行驶时，阻力是车重的的 0.1 倍倍，g = 10 m/s2。汽车汽车保持额定功率不变从静止启动后保持额定功率不变从静止启动后:(1) 汽车汽车所能达到的最大速度是多大？所能达到的最大速度是多大？(2) 当当汽车的加速度汽车的加速度为为 2 m/s2 时时速度多大？速度多大？(3) 当当汽车的速度汽车的速度为为 6 m/s 时时加速度多大？加速度多大？(1) 12 m/s(2) 4 m/s(3) 1 m/s2孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 没有没有达到最大速度时，有瞬时达到最大速度时，有瞬时加速度加速度2. 达到达到最大速度时，最大速度时，a = 0 注意：注意：发动机

12、的功率指牵引力的功率发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外而不是指合外力或阻力的功率。力或阻力的功率。mPPvFf额额额额牵牵阻阻Ffma牵牵阻阻PFv 额额牵牵孝义市实验中学校孝义市实验中学校2. 一辆质量为一辆质量为 2 t 的的农用汽车农用汽车，其发动机，其发动机额定功率额定功率为为 30 kW，它在，它在水平水平路面上行驶路面上行驶时能达到的最大时速时能达到的最大时速为为 54 km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其其 速速度达度达 v = 36 km/h 时时的瞬时加速度是多大？的瞬时加速度是多大？0.5 m/s2孝义市实验中学校孝义市实验

13、中学校加速度加速度 a一定一定v = at牵引力不变牵引力不变达到最大达到最大速速度度 vmPFv v Fa保持保持 P额额 继续继续加速加速F f 速度速度 v功率功率 P孝义市实验中学校孝义市实验中学校例例3. 一一辆汽车的额定功率为辆汽车的额定功率为 100 kW，质量为，质量为 1.0104 kg，设阻力恒为车重的，设阻力恒为车重的 0.1 倍，取倍，取 g10 m/s2。(1) 若若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大的最大速度速度是多大？是多大？(2) 若若汽车保持以汽车保持以 0.5 m/s2 的加速度匀加速运动的加速度匀加速运动，其，其匀加

14、匀加速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为速度为 8 m/s 时，时，汽车的加速度有多大汽车的加速度有多大？孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 功功 率率 2. 功率与速度功率与速度的关系的关系平均功率与瞬时功率平均功率与瞬时功率额定功率与实际功率额定功率与实际功率 3. 汽车的功率汽车的功率 以以额定功率额定功率 P额额 启动启动以恒定的以恒定的牵引力牵引力 F 启动启动孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 一一个小球做自由落体运动，在个小球做自由落体运动，在第第 1 s 内内重力做功为重力做功为W1，在，在第第 2 s

15、内内重力做功重力做功为为 W2，在，在第第 1 s 末末重力的瞬重力的瞬时功率时功率为为P1，在，在第第2 s 末末重力的重力的瞬时功率瞬时功率P2，则，则W1 :W2 及及 P1 : P2 分别等于分别等于 ( )A. 1:1 1:1 B. 1:2 1:3 C. 1:3 1:2 D. 1:4 1:2 C 孝义市实验中学校孝义市实验中学校 2. 质量质量 4 t 的的机车，发动机的最大输出功率机车，发动机的最大输出功率为为 100 kW，运动阻力恒运动阻力恒为为 2103 N，试，试求：求：(1) 当当机车由静止开始机车由静止开始以以 0.5 m/s2 的的加速度沿水平轨道做加速度沿水平轨道做

16、匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间最大速度所需的时间。(2) 若若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度及速度为为 10 m/s 时时机车的加速度机车的加速度。(1) 25 m/s 50 s(2) 50 m/s 2 m/s2 孝义市实验中学校孝义市实验中学校3. 质量为质量为 5 t 的汽车，额定功率为的汽车，额定功率为 P = 90 kW，设，设汽车运汽车运动时阻力恒为车重动时阻力恒为车重的的 0.05 倍。倍。( g = 10 m/s2 )(1) 求求汽车

17、沿水平道路行驶的最大汽车沿水平道路行驶的最大速度速度；(2) 设设汽车由静止起沿水平道路做匀加速汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动，加速直线运动，加速度度 a = 0.4 m/s2，求，求汽车维持这一加速度行驶的最长汽车维持这一加速度行驶的最长时间。时间。孝义市实验中学校孝义市实验中学校解：解：(1)m = 5000 kg P = 9.0104 W f = kmg = 0.05500010 = 2.5103 N Pm= f vm vm = Pm / f = 9.0104 / (2.5103 ) m/s = 36 m/s vtv1at2vmt1O(2) 汽车汽车做匀加速做匀加速直线运动直线运

18、动完毕完毕时，功率时，功率达到达到最大输出功最大输出功率，有率，有: F = f + ma = 4.5103 N v = Pm / F = 9.0104 /(4.5103 ) m/s = 20 m/s t = v/a = 50 s错误解法错误解法: vm = at t = vm/a = 90 s孝义市实验中学校孝义市实验中学校 4. 额定功率为额定功率为 80 kW 的的汽车，在水平长直公路上行驶时最大汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可速度可达达 20 m/s，汽车质量，汽车质量为为 2103 kg 。如果汽车从静止开。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可始做匀加速直线运动，加速度可达达 2 m/s2 。设运动过程中阻力。设运动过程中阻力大小不变，试求：大小不变，试求：(1) 汽车汽车运动时所受阻运动时所受阻力力 f ；(2) 汽车汽车匀加速运动过程可持续的匀加速运动过程可持续的时间时间 t；(3) 汽车汽车启动后，发电机在第三秒末的即时启动后，发电机在第三秒末的即时功率功率 P3；(4) 汽车汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功功 W。(1) 4103 N (3) 4.8103 W (2) 5 s(4) 2105 J 孝义市实验中学校孝义市实验中学校