高中物理第4章2功率课件教科教科高一物理课件

12/13/2021
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由牛顿第二定律得F1－f＝ma，所以 a＝F1－m0.1mg ＝3×104－05.×1×1053×103×10 m/s2＝5 m/s2.
[答案] (1)12 m/s (2)5 m/s2
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机车启动问题的求解方法 (1)机车的最大速度 vmax 的求法 机车做匀速运动时速度最大，此时牵引力 F 等于阻力 f，故 vmax ＝FP＝Pf .
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2．下列关于功率的说法，正确的是( ) A．力对物体做的功越多，功率就越大 B．做功时间短的机械功率大 C．完成相同的功，用的时间越长，功率越大 D．功率大的机械在单位时间内做的功会更多 D [功率与做功多少没有必然的联系，选项 A、B 错误；完成相 同的功，用时越长，功率越小，选项 C 错误；故选 D.]
运动性 加速度减小的加速直线 匀加速直线运动、
质 运动
维持时间t0＝va1
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F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝
AB 过程分析 P
段
vm
v↑⇒F＝Pv额↓ ⇒a＝F－mF阻↓
运动性质 以vm做匀速直线运动 加速度减小的加速直线运动
BC段
F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝
P额 vm
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机车(jīchē)启动问题
机车的两种启动方式
两种方式
以恒定功率启动
P-t图和v-t图
以恒定加速度启动
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过程分 v↑⇒F＝P不v变↓
a＝F－mF阻不变⇒
OA
析 ⇒a＝F－mF阻↓
段
F不变⇒v↑P＝Fv↑ 直到P额＝Fv1
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2．额定功率 (1)额定功率：机器长时间 正常工作允许的功率． (2)机器实际运行的功率可以 小于 或 等于(dě额ngyú定) 功率，但不允许 长时间超过(chāogu额ò) 定功率．
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二、功率、力和速度之间的关系 1．功率与速度的关系式为 P＝ Fv ，即一个力对物体做功的功 率，等于这个力与物体沿受力方向上 运动(yùndòng)速的度乘积． 2．平均功率：当 v 为 平均速度(pín时ɡ jū，n sùPdù)为平均功率． 3．瞬时功率：当 v 为某一时刻的 瞬时速度(shùn时shís，ùdùP) 为该时刻的
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A [由 P-t 图像知：0～t1 内汽车以恒定功率 P1 行驶，t1～t2 内汽 车以恒定功率 P2 行驶．设汽车所受牵引力为 F，则由 P＝Fv 得，当 v 增加时，F 减小，由 a＝Fm－f知 a 减小，又因速度不可能突变，所 以选项 B、C、D 错误，选项 A 正确．]
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思路点拨：①确定木块的运动规律． ②确定前 2 s 内的位移及 2 s 末的速度． ③选取对应公式进行计算．
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[解析] (1)由题意可知，木块的加速度 a＝g sin θ－μgcos θ＝2 m/s2，前 2 s 内木块的位移 x＝12at2＝4 m，WG＝mgh＝mgxsin θ＝48 J.
瞬时功率．
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1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)由公式 P＝Wt 可知，做功越多，功率越大．
()
(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小． ( )
(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作．
()
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3．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，要增大牵引力，应换低速挡 P 一定 F 与 v 成反比
减小速度
汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门， v 一定 F 与 P 成正比
增大输出功率，获得较大牵引力
汽车在高速路上，加大油门增大输出功率， F 一定 v 与 P 成正比
时，速度为vm；当汽车以额定功率启动时，P＝P0不变，可由F＝
P0 v
求解不同速度对应的牵引力．
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[解析] (1)由P＝Fv＝fvm得 vm＝Pf ＝0.1Pmg＝0.1×650××110033×10 m/s＝12 m/s. (2)由P＝Fv得F＝Pv， 当v1＝2 m/s时， F1＝vP1＝60×2 103 N＝3×104 N
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A．3t0 时刻的瞬时功率为 5F20t0 B．3t0 时刻的瞬时功率为15mF20t0 C．在 t＝0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为234Fm20t0 D．在 t＝0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为256Fm20t0
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3.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像，那么甲 物体的功率 P 甲与乙物体的功率 P 乙相比( )
A．P 甲＞P 乙 B．P 甲＜P 乙 C．P 甲＝P 乙 D．无法判定
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B [根据功率的定义式 P＝Wt 可知，在功与所用时间的关系图像 中，直线的斜率表示物体的功率．因此，由图线斜率可知 P 甲＜P 乙， 选项 B 正确．]
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自主预习 探新知
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一、功率的含义
1．功率 (1)定义：功 W 跟完成这些功所用时间 t 的_比__值__(bǐ叫zhí)功率，功率的
符号为 P.
W
(2)公式：P＝__t__.
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BD [0～2t0 时间内，物体的加速度 a1＝Fm0，位移 x1＝12a1(2t0)2 ＝2Fm0t20，2t0 时刻的速度 v1＝a1·2t0＝2Fm0t0；2t0～3t0 时间内，物体的 加速度 a2＝3mF0，位移 x2＝v1t0＋12a2t20＝72Fm0t20，3t0 时刻的速度 v2＝v1 ＋a2t0＝5Fm0t0.所以 3t0 时刻的瞬时功率 P＝3F0v2＝15mF20t0，选项 A 错 误，B 正确；0～3t0 时间内的平均功率 P ＝Wt ＝F0x1＋3t03F0x2＝256Fm20t0， 选项 C 错误，D 正确．]
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2.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变．下 列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是( )
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4．质量为 m 的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变，
当汽车的加速度为 a，速度为 v 时，发动机功率为 P1；当功率为 P2 时，汽车行驶的最大速度为( )
A.PP21v
B.P1－P2mv av
C.PP12v
D.P2－P1mv av
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(3)若求瞬时功率，要明确是哪一时刻的功率，再确定该时刻物 体的受力 F、速度 v 及 F 与 v 的夹角关系，然后再代入 P＝Fvcos α 进行求解．
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1.(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 F 与时间 t 的关系如图所示，力的方向保持 不变，则( )
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(2)匀加速启动时，做匀加速运动的时间 t 的求法．牵引力 F＝ ma＋f，匀加速运动的最大速度 v′max＝mPa＋额 f，时间 t＝v′amax.
(3)瞬时加速度 a 的求法 根据 F＝Pv求出牵引力，则加速度 a＝Fm－f.
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(4)当汽车的功率一定时，发动机的牵引力越大，汽车的行驶速
度越大．
()
(5)起重机吊起某一重物匀速上升时，物体上升的速度越大，起
重机的功率就越大．
()
(6)当输出功率一定时，速度和牵引力成反比．
()
【提示】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
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第四章 机械能和能源(néngyuán) 2．功率(gōnglǜ)
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学习目标 1.理解功率的概念，能运用功率的公式进行有关计算．(重点) 2．了解额定功率和实际功率的概念，理解平均功率和瞬时功率的含 义．(重点) 3．根据功率的定义导出公式 P＝Fv，能用于分析、计算和解释现 象．(重点、难点)
，以
vm做匀速直线运动
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【例2】 质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力
是车重的0.1倍．让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，
求：(g取10 m/s2)
(1)汽车达到的最大速度vm； (2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度大小． 思路点拨：汽车的功率即为牵引力的功率，则P＝Fv，当F＝f
(2)p＝WtG＝428 W＝24 W. (3)2 s 末木块的速度 v＝at＝4 m/s，p＝Fv＝mgsin θv＝十一页，共五十页。
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求解功率时应该注意的问题 (1)首先明确要求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所 受合力的功率． (2)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公 式 P＝Wt 或 P＝F v 来计算．
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对功率(gōnglǜ)的理解
1．平均功率与瞬时功率的比较
比较项目
定义
公式
平均功率
在一段时间内或某一过程中 做功的快慢
P＝Wt 或
P＝Fv
物体在某一时刻或某一位置 P＝Fv，v 为某时刻的
瞬时功率
时做功的快慢
速度
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2.对 P＝Fv 的理解 (1)公式 P＝Fv 中的力 F 与速度 v 应共线，若不共线，F 与 v 的 夹角为 θ，则 P＝Fvcos θ. (2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合 力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的 功率就是钢丝拉力的功率．
12/13/2021
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当堂达标 固双基
12/13/2021
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1．下列关于功率的说法中正确的是( ) A．由 P＝Wt 知，力做的功越多，功率越大 B．由 P＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大 C．由 W＝Pt 知，功率越大，力做的功越多 D．由 P＝Fvcos α 知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功 率不一定大
可以提高速度
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【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：
(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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B [由题意知 F－f＝ma，P1＝Fv，由以上两式得 f＝P1－vmav. 当功率为 P2 时，汽车行驶的最大速度 vm＝Pf2＝P1－P2mvav，B 正确．]
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合作探究 攻重难
12/13/2021
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(3)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是 瓦 ，符号为 W.1 W＝1 J/s.
技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位，1 kW＝1 000 W. (4)功率的物理意义：功率是表示物体做功快慢(ku的àimà物n) 理量． (5)功率是标量，只有 大小(dàxi，ǎo) 没有 ． 方向(fāngxiàng)