2019版高中物理第七章机械能守恒定律7.3功率同步配套课件新人教版必修2
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新人教版高中物理必修二7.3功率课件
机车的两种启动方式
类型1：机车以恒定功率 P 启动
f
F
发动机的 实际功率
机车的 瞬时速度
P Fv
v第较一小小阶车，段加F 速 加f变速,加度速逐a↓直＝渐F↓线＝F减↓－→运→mvP小↑F→动的阻
发动机的牵引力
v 变大，F 变小, a 减小，v 继续变大
第二阶段
当F=F阻时，a＝0 ，v达到最大
第七章 机械能守恒定律
7.3 功率
如何比较做功的快慢
有1t的货物,准备运到10m高处,分别用三种方式： 方式一:搬运工分批搬,需3h; 方式二:用一台起重机提升,用时1min; 方式三:用一台起重机提升,用时30s.
思考 1. 以上三种方式,对重物所做的功是否相同? 2.所用时间不同,得到三种方式中做功的快慢 是否相同?
匀速直 线运动
恒定功率启动方式的v-t图像
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，
最终以速度
做vm匀＝速FP阻直线运动。
v
vm
0
t
机车的两种启动方式
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
→a＝→F－→m→F阻
→F v↑
P↑＝→F v↑
当P= P额时，保 持P额继续加速
匀加速直线运动
v↑
F↓＝P→v额↑
a↓＝
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 10:27:01 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
2019年春季学期人教版高一物理必修二第七章机械能守恒定律--功能关系(共24张PPT)
人教版必修2
第七章 机械能守恒定律
功能原理
重力做的功：
WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ··· ＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···) ＝mgh
＝mgh1－mgh2
1、重力做功的特点是与运动的具体路径无关， 只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是 粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初 末状态的高度差相同，重力做的功就相同．
应用功能原理，其表达式为 若以物体为研究对象，将上式变形为
若物体加速度a=5m/s2，方向沿斜面向下， 物体向上运动过程中机械能如何变化？
例2．滑块以速率v0靠惯性沿固定斜面由底端向上运 动，当它回到出发点时速度变为v1 (v1<v0)，若滑块向 上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零， 则
mg 2r 1 mv2 2
得Wf
1 mv2 2
5 mgr 2
(3)滑块从D点再次掉到传送带上E点做平抛运动，
即
水平方向 x vt
竖直方向
解得t 2
y 1 gt 2
2
r
x 2r
g
故AE的距离为l－2r
例7.如图所示，AB为倾角θ＝37°的斜面轨道，轨道的 AC部分光滑，CB部分粗糙．BP为圆心角等于143°、 半径R＝1 m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B 点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A 点，另一端在斜面上C点处，现有一质量m＝2 kg的 物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接) 释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位 移与时间的关系为x＝12t－4t2(式中x单位是m，t单位是 （s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.试求：
第七章 机械能守恒定律
功能原理
重力做的功：
WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ··· ＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···) ＝mgh
＝mgh1－mgh2
1、重力做功的特点是与运动的具体路径无关， 只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是 粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初 末状态的高度差相同，重力做的功就相同．
应用功能原理，其表达式为 若以物体为研究对象，将上式变形为
若物体加速度a=5m/s2，方向沿斜面向下， 物体向上运动过程中机械能如何变化？
例2．滑块以速率v0靠惯性沿固定斜面由底端向上运 动，当它回到出发点时速度变为v1 (v1<v0)，若滑块向 上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零， 则
mg 2r 1 mv2 2
得Wf
1 mv2 2
5 mgr 2
(3)滑块从D点再次掉到传送带上E点做平抛运动，
即
水平方向 x vt
竖直方向
解得t 2
y 1 gt 2
2
r
x 2r
g
故AE的距离为l－2r
例7.如图所示，AB为倾角θ＝37°的斜面轨道，轨道的 AC部分光滑，CB部分粗糙．BP为圆心角等于143°、 半径R＝1 m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B 点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A 点，另一端在斜面上C点处，现有一质量m＝2 kg的 物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接) 释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位 移与时间的关系为x＝12t－4t2(式中x单位是m，t单位是 （s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.试求：
2019版高中物理第七章机械能守恒定律7.7动能和动能定理同步配套课件新人教版必修2
7.动能和动能定理
核心素养培养目标 1. 知道动能的定义和表 达式, 会计算物体的动 能。 2. 会用牛顿第二定律与 运动学公式推导动能定 理, 理解动能定理的含 义。 3. 能用动能定理进行相 关分析与计算.定义:物体由于运动而具有的能量。
2.表达式:Ek=2mv 2。
3.单位:和功的单位相同,在国际单位制中都是焦耳。这是因为1 kg· m2/s2=1 N· m=1 J。 4.动能是标量。
1
自主阅读
自我检测
二、动能定理 1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的 作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2。则力F做的功与物体 动能变化的关系推导如下:
探究一
探究二
探究三
知识归纳 1.动能的“三性” (1)相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般 以地面为参考系。 (2)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。 (3)状态量:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状 态(或某一时刻的速度)相对应。
探究一
探究二
探究三
2.动能变化量的理解 (1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1,即末动能减初动能。 (2)物理意义:①ΔEk>0,表示动能增加;②ΔEk<0,表示动能减少;③ ΔEk=0,表示动能不变。 (3)变化原因:物体动能是因为合外力做功。合外力做正功,动能 增加,合外力做负功则动能减少。 (4)过程量:对应物体从一个状态到另一个状态的动能变化过程。
探究一
探究二
探究三
知识归纳 对动能定理的理解
研究 过程 单个物体运动过程中的某一阶段或运动全过程
W=Ek2-Ek1 ①公式中 W 是合力的功,不是某个力的功。 ②Ek2、Ek1 分别是末动能和初动能,Ek2 可能大于 Ek1,也可 表达式 能小于 Ek1。 ③W、Ek2、Ek1 中的位移和速度必须是相对于同一参考系, 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 合外力对物体做功是引起物体动能变化的原因。 因果 ①合外力做正功时,动能增大; 关系 ②合外力做负功时,动能减小
核心素养培养目标 1. 知道动能的定义和表 达式, 会计算物体的动 能。 2. 会用牛顿第二定律与 运动学公式推导动能定 理, 理解动能定理的含 义。 3. 能用动能定理进行相 关分析与计算.定义:物体由于运动而具有的能量。
2.表达式:Ek=2mv 2。
3.单位:和功的单位相同,在国际单位制中都是焦耳。这是因为1 kg· m2/s2=1 N· m=1 J。 4.动能是标量。
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二、动能定理 1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的 作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2。则力F做的功与物体 动能变化的关系推导如下:
探究一
探究二
探究三
知识归纳 1.动能的“三性” (1)相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般 以地面为参考系。 (2)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。 (3)状态量:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状 态(或某一时刻的速度)相对应。
探究一
探究二
探究三
2.动能变化量的理解 (1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1,即末动能减初动能。 (2)物理意义:①ΔEk>0,表示动能增加;②ΔEk<0,表示动能减少;③ ΔEk=0,表示动能不变。 (3)变化原因:物体动能是因为合外力做功。合外力做正功,动能 增加,合外力做负功则动能减少。 (4)过程量:对应物体从一个状态到另一个状态的动能变化过程。
探究一
探究二
探究三
知识归纳 对动能定理的理解
研究 过程 单个物体运动过程中的某一阶段或运动全过程
W=Ek2-Ek1 ①公式中 W 是合力的功,不是某个力的功。 ②Ek2、Ek1 分别是末动能和初动能,Ek2 可能大于 Ek1,也可 表达式 能小于 Ek1。 ③W、Ek2、Ek1 中的位移和速度必须是相对于同一参考系, 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 合外力对物体做功是引起物体动能变化的原因。 因果 ①合外力做正功时,动能增大; 关系 ②合外力做负功时,动能减小
高中物理 第7章 机械能守恒定律 3 功率课件 新人教版必修2
1．求解平均功率是否一定得用公式P＝Wt ？
【提示】
不是．公式P＝
W t
是求解平均功率的常用公
式，平均功率的求解也可以用P＝Fv，不过此时v是力F方向上
的平均速度．
2．一个物体的受力F及速度v值都比较大，是否就说明力 F做功的功率就一定大？
【提示】 不一定．因为力F的功率等于力F与F方向上的 速度大小的乘积，物体的速度大，并不能说明沿力F方向上的 速度大．
[后判断] 1．物体的速度为v，则重力的功率一定是mgv.(×) 2．汽车的速度越大，牵引力的功率也越大．( ×) 3．汽车以恒定功率启动时，加速度减小．(√ )
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表 格中
问题1 问题2 问题3 问题4
学生分组探究一 正确理解公式P＝Wt 和P＝Fv 第1步探究——分层设问，破解疑难
图 7-3-1
【思路点拨】 解答本题应注意下列问题： (1)前2 s内重力方向上物体的位移． (2)前2 s内物体的平均速度． (3)2 s末物体的速度． (4)重力和速度的夹角．
【解析】 分别由W＝Fs，P＝Wt 和P＝Fv求解． (1)木块所受的合外力 F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝mg(sin θ－μcos θ)＝2×10×(0.6 －0.5×0.8) N＝4 N. 木块的加速度a＝Fm合＝42 m/s2＝2 m/s2. 前2 s内木块的位移s＝12at2＝12×2×22 m＝4 m. 所以，重力在前2 s内做的功为 W＝mgsin θs＝2×10×0.6×4 J＝48 J.
位移：l＝vt
3．应用 由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重 机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成_反__比__， 要增大牵引力，就要_减__小__速度．
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谢谢观看，敬请指导
天平两臂平衡，表示两边的物体质量相等；两臂不平衡，表示两边物体的质量不相等。让学生在天平平衡的直观情境中体会等式，符合学生的认知特点。例1在天平图下方呈现“=”，让学生用等式表达天平两边物体质量的相等关系，从中体会等式的含义。教材使用了“质量”这个词，是因为天平与其他的秤不同。习惯上秤计量物体有多重，天平计量物体的质量是多少。教学时不要把质量说成重量，但不必作过多的解释。 例2继续教学等式，教材的安排有三个特点： 第一，有些天平的两臂平衡，有些天平两臂不平衡。根据各个天平的状态，有时写出的是等式，有时写出的不是等式。学生在相等与不等的比较与感受中，能进一步体会等式的含义。第二，写出的四个式子里都含有未知数，有两个是含有未知数的等式。这便于学生初步感知方程，为教学方程的意义积累了具体的素材。第三，写四个式子时，对学生的要求由扶到放。圆圈里的关系符号都要学生填写，学生在选择“=”“＞”或“＜”时，能深刻体会符号两边相等与不相等的关系；符号两边的式子与数则逐渐放手让学生填写，这是因为他们以前没有写过含有未知数的等式与不等式。
求（1）汽车所受的阻力，（2）汽车的额定功率 （3）前10s内牵引力做的功
v/ms-1 15
8 05
t/s
15
某汽车发动机额定功率为P，汽车质量为m，阻力与 地面压力的比值为k ，求下列三种情况下汽车行驶的最大 速度。
⑴平路；⑵沿倾角为θ的坡上坡； ⑶沿倾角为θ的坡下坡
v1m
P kmg
v2m
P
P1ˊ=50W， P2ˊ =150W
从空中以10m/s的初速度水平抛出一质量为 1kg的物体，物体在空中运动了3s后落地，不 计空气阻力，取g =10m/s2，求3s内物体重力的 平均功率和落地时的瞬时功率。
新人教版必修2高中物理第七章机械能守恒定律7.3功率课件
4．公式P＝Fv中三个量的制约关系 定值 各量间的关系 应用 汽车上坡时，要增大牵引 P一定 F与v成反比 力，应换低速挡减小速度 汽车上坡时，要使速度不 v一定 F与P成正比 变，应加大油门，增大输出 功率，获得较大牵引力 汽车在高速路上，加大油门 F一定 v与P成正比 增大输出功率，可以提高速 度
3．功
率
学习目标 (1)知道功率的物理意义、定义式、单位． (2)理解功率的导出式P＝F· v的物理意义，并会利用功率的 两个公式来解释现象和进行计算． (3)理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、 额定功率、实际功率的区别与联系.
知识导图
课前自主学习 一、功率 阅读教材第60页“功率”部分，回答下列问题. W 1．定义：功W与完成这些功所用时间的比值，P＝ t . 2．单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦， 用W表示． 3．标矢性：功率是标量． 4．物理意义：表示物体做功快慢的物理量．
1 (多选)关于力对物体做功的功率，下面几种说法中正确的 是( ) A．力对物体做功越多，这个力的功率就越大 B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大 C．力对物体做功少，其功率也可能很大；力对物体做功 多，其功率也可能较小 D．功率是表示做功快慢的物理量，而不是表示做功多少 的物理量
W 解析：功率P＝ t ，表示单位时间内所做的功．当t一定 时，W越大，P越大；当W一定时，t越小，P越大，单纯只强调 两个因素中的一个，而不说明另一个因素情况的说法是错误 的，故A、B错误；如果W小，当t很小时，P也可能很大；如果 W W较大，当t很大时，P也可能较小，所以C正确；由P＝ t 可知P 是表示做功快慢的物理量，P越大反映的是单位时间内做功越 多，也就是做功越意的问题 (1)要明确所求功率是某物体各力的功率，还是合力的功 率．如汽车发动机的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功 率是指起重机钢丝绳拉力的功率． (2)要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率． ①若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，应 W 用公式P＝ t 或P＝F－ v 进行求解． ②若求瞬时功率，需明确对应状态的速度v，应用公式P＝ Fv求解．如果F、v不同向，则将它们先投影到同一方向上再进 行计算．
2018_2019高中物理第七章机械能守恒定律7.3功率课件新人教版必修2
考查角度2 功率的计算 【典例2】(多选)质量为m的物体静止 在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到 水平力的作用。力的大小F与时间t的 关系如图所示,力的方向保持不变,则 ( )
A.3t0时刻的瞬时功率为
5F02t m
0
B.3t0时刻的瞬时功率为 15F02 t 0
m
C.在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为
(2)制约关系。 ①P一定时,F与v成_反__比__,如汽车上坡时减小速度来增 大牵引力。 ②v一定时,F与P成_正__比__,如汽车速度不变时,加大油 门可以增大牵引力。 ③F一定时,P与v成_正__比__,如汽车匀加速行驶时,速度 增大,功率也增大。
3.平均功率和瞬时功率: (1)平均功率。 ①定义:某一段时间t内功率的平均值。 ②表达式: P＝W＝Fv(F与v同向)。
故C错,D对。
【核心归纳】
功率的计算方法
1.平均功率的计算: (1)利用P= W 。
t
(2)利用P=F v cos α ,其中 v 为物体运动的平均速度。
2.瞬时功率的计算: (1)利用公式P=Fvcos α ,其中v为瞬时速度。 (2)利用公式P=FvF,其中vF为物体的速度在力F方向上 的分速度。 (3)利用公式P=Fvv,其中Fv为物体受的外力在速度v方 向上的分力。
()
(5)由P= W 可知,只要知道W和t的值就可以计算出任意
t
时刻的功率。 ( ) (6)由P=Fv可知,汽车的功率一定与它的速度成正比。 () (7)由P=Fv可知,牵引力一定与速度成反比。 ( ) (8)当汽车P一定时,牵引力一定与速度成反比。 ()
提示:(1)×。功率与做功、时间都有关系。
【核心归纳】 公式P= W 和P=Fv的比较
2019_2020学年高中物理第七章机械能守恒定律3功率课件新人教版必修2
【例 1】 如图 7—3—9 所示，通过一动滑轮提升质量为 1 kg 的物体．竖直向上拉绳
子，使物体由静止开始以 5 m/s2 的加速度上升，不计动滑轮和绳子的质量及摩擦，则拉力
在 1 s 末的瞬时功率为( )
A．75 W
B．25 W
C．12.5 W
D．37.5 W
图 7—3—9
【解析】 由牛顿第二定律可得 2F－mg＝ma 解得 F＝7.5 N 1 s 末物体的速度为 v1＝at＝5 m/s 力 F 作用点的速度为 v2＝2v1＝10 m/s 则拉力在 1 s 末的瞬时功率为 P＝Fv2＝75 W.
值观
的良好习惯.
自学导航
1．功率 (1)定义：功 W 与完成这些功__________的比值，P＝Wt . (2)单位：在国际单位制中，功率的单位是__________，简称__________，用__________ 表示． (3)标矢性：功率是__________． (4)物理意义：表示物体__________的物理量．
②当汽车的加速度为 2 m/s2 时牵引力为 F2，由牛顿第二定律得 F2－F′＝ma F2＝F′＋ma＝5×103 N＋5×103×2 N ＝1.5×104 N 汽车的速度为 v＝FP2＝16.5××110044 m/s＝4 m/s ③当汽车的速度为 6 m/s 时牵引力为 F3＝Pv＝6×6104 N＝1×104 N 由牛顿第二定律得 F3－F′＝ma 汽车的加速度为 a＝F3－mF′＝1×150×4－150×3 103 m/s2＝1 m/s2.
答案：C
导悟 2 机车起动问题 【例 2】 汽车发动机的额定功率为 60 kW，汽车的质量为 5 t，汽车在水平路面上 行驶时，阻力是车重的 0.1 倍，g＝10 m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动后， ①汽车所能达到的最大速度是多大？ ②当汽车的加速度为 2 m/s2 时速度多大？ ③当汽车的速度为 6 m/s 时加速度多大？ (2)若汽车从静止开始，保持以 0.5 m/s2 的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维 持多长时间？
高中物理第7章机械能守恒定律第3节功率课件新人教版必修2
(3)公式P＝Fv一般用来计算瞬时功率，但如果F为恒力，v 取平均速度，此式也可用来计算平均功率．
5．机车启动问题的求法
(1)机车的最大速度vm的求法：机车达到匀速前进时速度最
大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝FP＝FPf. (2)匀加速启动最长时间的求法：牵引力F＝ma＋Ff，匀加
速的最后速度vm′＝maP＋额 Ff，时间t＝vma′.
＝50×10×0.5 J＝250 J，40 s 内的总功 W＝nW1＝25×250 J＝
6
250
J，40
s
内的功率
P＝Wt ＝6
250 40
W≈156 W，B 符合题意．
要点二 功率与速度
1．功率与速度的关系式：P＝ 6 __F_v____． 2．推导
功率定义式：P＝Wt 功的计算式：W＝ 7
_F__l __→P＝ 8 __F__v_____
答案：(1)30 m/s (2)0.2 m/s2
结束
语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
B 项正确．
3．某学校在进行体育测试时，质量为m＝50 kg的晓宇同
学在t＝40 s内完成了25个引体向上，假设每次晓宇同学上升的
高度大约为h＝0.5 m，则晓宇同学克服重力做功的平均功率为
(重力加速度g＝10 m/s2)( )
A．100 W
B．150 W
C．200 W
D．250 W
解析：选 B 每次引体向上克服重力做的功约为 W1＝mgh
率是不同的．
1．(2019·洛阳市高一期中)关于功率的概念，下列说法中 正确的是( )
高中物理第七章机械能守恒定律3功率课件新人教版必修2[1]
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第十五页，共48页。
2．公式 P＝Fv 是功率的另一种计算方法．当 v 是平均速 度时，对应平均功率，当 v 是瞬时速度时对应瞬时功率．
3．当速度 v 与力 F 不同方向时，设二者夹角为 α，则 P ＝Fvcosα；当夹角 α＝0 时，P＝Fv.
第十六页，共48页。
[经典讲练] [例 1] 如图所示，质量为 m＝2 kg 的木块在倾角 θ＝37° 的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5， 已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.g 取 10 m/s2.求： (1)前 2 s 内重力做的功； (2)前 2 s 内重力的平均功率； (3)2 s 末重力的瞬时功率．
第八页，共48页。
[预习交流] “多拉快跑”是许多货运司机的一贯做法，这样做增大了
交通安全的危险系数．另外，从发动机寿命的角度考虑会有什 么影响？
第九页，共48页。
功率与速度 1．当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，力对物 体做功的功率，等于________与受力物体________的乘积． 2．公式：________. (1)若 v 是平均速度，则 P＝Fv 计算的是一段时间内的平 均功率； (2)若 v 是瞬时速度，则 P＝Fv 计算的是某一时刻的瞬时 功率．
答案：6 m/s
第三十九页，共48页。
功率的估算问题 [方法解读] 物理估算，是指对物理量的大致数据范围或数量级进行 科学计算的推算方法．估算题主要不在“数”而在“理”， 不追求数据精确而追求方法正确．
第四十页，共48页。
解答估算题不是靠猜靠碰，而是先在物理情景和物理过程 模糊的问题中，能抓住主要因素和本质，在求解过程中要注意 以下几方面的问题：
第七章
机械能守恒定律
2．公式 P＝Fv 是功率的另一种计算方法．当 v 是平均速 度时，对应平均功率，当 v 是瞬时速度时对应瞬时功率．
3．当速度 v 与力 F 不同方向时，设二者夹角为 α，则 P ＝Fvcosα；当夹角 α＝0 时，P＝Fv.
第十六页，共48页。
[经典讲练] [例 1] 如图所示，质量为 m＝2 kg 的木块在倾角 θ＝37° 的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5， 已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.g 取 10 m/s2.求： (1)前 2 s 内重力做的功； (2)前 2 s 内重力的平均功率； (3)2 s 末重力的瞬时功率．
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[预习交流] “多拉快跑”是许多货运司机的一贯做法，这样做增大了
交通安全的危险系数．另外，从发动机寿命的角度考虑会有什 么影响？
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功率与速度 1．当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，力对物 体做功的功率，等于________与受力物体________的乘积． 2．公式：________. (1)若 v 是平均速度，则 P＝Fv 计算的是一段时间内的平 均功率； (2)若 v 是瞬时速度，则 P＝Fv 计算的是某一时刻的瞬时 功率．
答案：6 m/s
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功率的估算问题 [方法解读] 物理估算，是指对物理量的大致数据范围或数量级进行 科学计算的推算方法．估算题主要不在“数”而在“理”， 不追求数据精确而追求方法正确．
第四十页，共48页。
解答估算题不是靠猜靠碰，而是先在物理情景和物理过程 模糊的问题中，能抓住主要因素和本质，在求解过程中要注意 以下几方面的问题：
第七章
机械能守恒定律
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3.应用:由功率速度关系式知,汽车、火车等交通工具和各种起重 机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引 力,就要减小速度。
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正误辨析 (1)功率大,做功一定多。 ( ) 解析:功率与做功多少没有必然联系,功率大,做功不一定多,但做功 一定快。 答案:× (2)由公式P=Fv可知,功率P一定与速率v成正比。 ( ) 解析:公式中的三个量,只有在其中一个量不变的情况下,才能判断 其他两个量的关系。 答案:×
探究一
ห้องสมุดไป่ตู้
探究二
(1)三台起重机哪台做功最多? (2)哪台做功快?怎样比较它们做功的快慢呢? 要点提示(1)三台起重机分别做功3.2×104 J、4.8×104 J、 3.2×104 J,所以B做功最多。 (2)B做功快,A、C做功相同,A做功用的时间短,A做功较快;A、B 做功时间相同,B做功多,B做功快;一般情况下,可以用功与所用时间 的比值表示做功的快慢。
探究一
探究二
规律方法 求解功率时应该注意的问题 (1)首先要明确是求哪个力的功率,汽车的功率是指汽车牵引力的 功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。 (2)若求平均功率,需明确是哪段时间内的平均功率,可由公式
P= ������ 或 P=F������来计算。
(3)若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,应用公式P=Fv, 如果F、v不同向,则投影到相同方向再计算。
������
探究一
探究二
变式训练1 从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体,物体在空中运 动3 s落地,不计空气阻力,g取10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬 时功率为( ) A.300 W B.400 W C.500 W D.700 W 解析:物体落地瞬间vy=gt=30 m/s,所以PG=Gvy=300 W,故A正确。 答案:A
(1)前2 s内重力做的功。 (2)前2 s内重力的平均功率。 (3)2 s末重力的瞬时功率。
探究一
探究二
解析:(1)木块所受的合外力 F合=mgsin θ-μmgcos θ=mg(sin θ-μcos θ)=2×10×(0.6-0.5×0.8) N=4 N
木块的加速度 a= ������ = 2 m/s2=2 m/s2, 前 2 s 内木块的位移 l=2at2=2×2×22 m=4 m
所以,重力在前2 s内做的功为W=mglsin θ=2×10×4×0.6 J=48 J。
1 1
������合
4
(2)重力在前 2 s 内的平均功率为 P= ������ =
������
48 2
W=24 W。
(3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s 2 s末重力的瞬时功率P=mgvsin θ=2×10×4×0.6 W=48 W。 答案:(1)48 J (2)24 W (3)48 W
3.功率
核心素养培养目标 1. 理解功率的概念, 能运用功率的定 义式 P= 进行有关计算。 2. 知道平均功率和瞬时功率的含义, 能根据 P=Fv 进行分析和计算。 3. 了解额定功率和实际功率, 会分析 机车启动问题。
W t
核心素养形成脉络
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一、功率 ������ 1.定义:功W 跟完成这些功所用时间t的比值叫功率。即P= ������ 。 2.单位:瓦特,简称瓦,符号是W。 3.标矢性:功率是标量。 4.物理意义:是表示做功快慢的物理量。 5.额定功率:发动机正常工作时输出的最大功率。 6.实际功率:发动机实际工作时的输出功率。 7.为了保证机械的安全,工作时尽量使P实≤P额。
W
(2)当时间 t→0 时,可由定义式确定瞬时功率; (3)当 v 为平均速度时,P=Fv 所求功率为平均功率
探究一
探究二
2.公式P=Fv中三个量的制约关系:
定值 各量间的 关系 反比 正比 正比 应用
P 一 F 与 v 成 汽车上坡时, 要增大牵引力, 应换低速挡减小速 定 定 定 度 出功率, 获得较大牵引力 提高速度 v 一 F 与 P 成 汽车上坡时, 要使速度不变, 应加大油门, 增大输 F 一 v 与 P 成 汽车在高速路上, 加大油门增大输出功率, 可以
探究一
探究二
������ ������
对公式 P= 和 P=Fv 的理解
情景导引 建筑工地上有三台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记 录:
起重机 编号 A B C 被吊物 体重力 2. 0×103 N 4. 0×103 N 1. 6×103 N 匀速上 升速度 4 m/s 3 m/s 2 m/s 上升的 高度 16 m 12 m 20 m 所用 时间 4s 4s 10 s
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二、功率与速度 1.功率与速度关系式:P= Fv(F与v方向相同)。
2.推导:如图所示,物体在水平向右的力F作用下向右以速度v做匀 速直线运动,力F的功率推导如下。
功率定义式:������ = 位移:������ = ������������
������ ������
功的计算式:������ = ������������ →P=Fv
探究一
探究二
知识归纳
1.公式 P= ������ 和 P=Fv 的比较
项目 适 用 条 件 联 系 P= t
W
������
P=Fv
功率的定义式,适用于任何 功率的计算式,仅适用于 F 与 v 情况下功率的计算,一般用 同向的情况,一般用来求瞬时 来求平均功率 功率 (1)公式 P=Fv 是 P= t 的推论;
画龙点睛 P=Fv可以理解为“某力的功率等于力与在力方向上速 度的乘积”,也可以理解为“某力的功率等于速度与在速度方向上此 力的分力之积”。
探究一
探究二
典例剖析 【例1】如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由 静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
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(3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作。 ( ) 解析:发动机可以在实际功率小于或等于额定功率情况下长时间工 作,为避免发动机受到损害,应避免它在实际功率大于额定功率状 态下长时间工作。 答案:× (4)汽车爬坡时,常常换用低速挡,以增大牵引力。 ( ) 解析:汽车在上坡时需要更大的牵引力,而发动机的额定功率是一 定的,由P=Fv可知,换用低速挡的目的是减小速度,从而增大牵引力。 答案:√
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正误辨析 (1)功率大,做功一定多。 ( ) 解析:功率与做功多少没有必然联系,功率大,做功不一定多,但做功 一定快。 答案:× (2)由公式P=Fv可知,功率P一定与速率v成正比。 ( ) 解析:公式中的三个量,只有在其中一个量不变的情况下,才能判断 其他两个量的关系。 答案:×
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探究二
(1)三台起重机哪台做功最多? (2)哪台做功快?怎样比较它们做功的快慢呢? 要点提示(1)三台起重机分别做功3.2×104 J、4.8×104 J、 3.2×104 J,所以B做功最多。 (2)B做功快,A、C做功相同,A做功用的时间短,A做功较快;A、B 做功时间相同,B做功多,B做功快;一般情况下,可以用功与所用时间 的比值表示做功的快慢。
探究一
探究二
规律方法 求解功率时应该注意的问题 (1)首先要明确是求哪个力的功率,汽车的功率是指汽车牵引力的 功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。 (2)若求平均功率,需明确是哪段时间内的平均功率,可由公式
P= ������ 或 P=F������来计算。
(3)若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,应用公式P=Fv, 如果F、v不同向,则投影到相同方向再计算。
������
探究一
探究二
变式训练1 从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体,物体在空中运 动3 s落地,不计空气阻力,g取10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬 时功率为( ) A.300 W B.400 W C.500 W D.700 W 解析:物体落地瞬间vy=gt=30 m/s,所以PG=Gvy=300 W,故A正确。 答案:A
(1)前2 s内重力做的功。 (2)前2 s内重力的平均功率。 (3)2 s末重力的瞬时功率。
探究一
探究二
解析:(1)木块所受的合外力 F合=mgsin θ-μmgcos θ=mg(sin θ-μcos θ)=2×10×(0.6-0.5×0.8) N=4 N
木块的加速度 a= ������ = 2 m/s2=2 m/s2, 前 2 s 内木块的位移 l=2at2=2×2×22 m=4 m
所以,重力在前2 s内做的功为W=mglsin θ=2×10×4×0.6 J=48 J。
1 1
������合
4
(2)重力在前 2 s 内的平均功率为 P= ������ =
������
48 2
W=24 W。
(3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s 2 s末重力的瞬时功率P=mgvsin θ=2×10×4×0.6 W=48 W。 答案:(1)48 J (2)24 W (3)48 W
3.功率
核心素养培养目标 1. 理解功率的概念, 能运用功率的定 义式 P= 进行有关计算。 2. 知道平均功率和瞬时功率的含义, 能根据 P=Fv 进行分析和计算。 3. 了解额定功率和实际功率, 会分析 机车启动问题。
W t
核心素养形成脉络
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一、功率 ������ 1.定义:功W 跟完成这些功所用时间t的比值叫功率。即P= ������ 。 2.单位:瓦特,简称瓦,符号是W。 3.标矢性:功率是标量。 4.物理意义:是表示做功快慢的物理量。 5.额定功率:发动机正常工作时输出的最大功率。 6.实际功率:发动机实际工作时的输出功率。 7.为了保证机械的安全,工作时尽量使P实≤P额。
W
(2)当时间 t→0 时,可由定义式确定瞬时功率; (3)当 v 为平均速度时,P=Fv 所求功率为平均功率
探究一
探究二
2.公式P=Fv中三个量的制约关系:
定值 各量间的 关系 反比 正比 正比 应用
P 一 F 与 v 成 汽车上坡时, 要增大牵引力, 应换低速挡减小速 定 定 定 度 出功率, 获得较大牵引力 提高速度 v 一 F 与 P 成 汽车上坡时, 要使速度不变, 应加大油门, 增大输 F 一 v 与 P 成 汽车在高速路上, 加大油门增大输出功率, 可以
探究一
探究二
������ ������
对公式 P= 和 P=Fv 的理解
情景导引 建筑工地上有三台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记 录:
起重机 编号 A B C 被吊物 体重力 2. 0×103 N 4. 0×103 N 1. 6×103 N 匀速上 升速度 4 m/s 3 m/s 2 m/s 上升的 高度 16 m 12 m 20 m 所用 时间 4s 4s 10 s
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二、功率与速度 1.功率与速度关系式:P= Fv(F与v方向相同)。
2.推导:如图所示,物体在水平向右的力F作用下向右以速度v做匀 速直线运动,力F的功率推导如下。
功率定义式:������ = 位移:������ = ������������
������ ������
功的计算式:������ = ������������ →P=Fv
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探究二
知识归纳
1.公式 P= ������ 和 P=Fv 的比较
项目 适 用 条 件 联 系 P= t
W
������
P=Fv
功率的定义式,适用于任何 功率的计算式,仅适用于 F 与 v 情况下功率的计算,一般用 同向的情况,一般用来求瞬时 来求平均功率 功率 (1)公式 P=Fv 是 P= t 的推论;
画龙点睛 P=Fv可以理解为“某力的功率等于力与在力方向上速 度的乘积”,也可以理解为“某力的功率等于速度与在速度方向上此 力的分力之积”。
探究一
探究二
典例剖析 【例1】如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由 静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
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(3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作。 ( ) 解析:发动机可以在实际功率小于或等于额定功率情况下长时间工 作,为避免发动机受到损害,应避免它在实际功率大于额定功率状 态下长时间工作。 答案:× (4)汽车爬坡时,常常换用低速挡,以增大牵引力。 ( ) 解析:汽车在上坡时需要更大的牵引力,而发动机的额定功率是一 定的,由P=Fv可知,换用低速挡的目的是减小速度,从而增大牵引力。 答案:√