人教版高一物理必修二第七章机械能守恒定律7.3功率(共37张)

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同?
• 2、所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相
同?
• 结论:对重物(zhònɡ wù)所做的功相同,但所用
时间不同,说明做功快慢不同。
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功率(gōnglǜ)的含义
• 一、功率的含义 • 1.定义:一个力所做的功W与完成这些功所用时间t的比
值叫做功率。
• 2.定义式:P=W/ t • 3.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。 • 4.讨论功率时须指明哪个力的功率。 • 5.单位:教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母
• 物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通
常用定义式P=W/t描述,只有当物体匀速运动时,才 等于瞬时功率。物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。
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额定功率(é dìnɡ ɡōnɡ lǜ)与实际功率
• ① 额定功率:指动力机械在长时间正常工作时最大输
出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。额定功率是 动力机械重要的性能指标,一个动力机械的额定功率是 一定的,机器不一定都在额定功率下工作。
P=P额不变
v↑
F=P额/v ↓
a=(F-f)/m ↓
P=P额不变
F2=P额/vm=f
a=0 v= vm
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V FP aa(ìhn恒1ég2F.定n).牵此gV此mdF过过Ff 程F(gF牵程hf)牵-机恒é减F机nf车定g=小车d做mìn的a匀F功加牵牵F(g率速h牵)é直恒n是PVg线e定d逐ìV增运n渐继a大动>增续P=0大F,V牵的增V 但F大牵a未P>>0F增f 大
第二十三页,共38页。
例题(lìtí):
质量m=3 kg的物体,在水平力F=6 N的作用下, 在光滑的水平面上从静止开始(kāishǐ)运动,运动时 间t=3 s,求: (1)力F在t=3 s内对物体所做的功. (2)力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率. (3) 在3 s末力F对物体做功的瞬时功率.
度,则P 表示
(biǎoshì)瞬时功率
(biǎoshì)平均功

P=F v cosα
当F与v同方向 时(α=0),
P=Fv
对于公式(gōngshì) P = F v 1、当P 一定时,F 和 v 有什么关系? 2、当F 一定时,P 和 v 有什么关系? 3、当v 一定时,F 和 P 有什么关系?
第二十页,共38页。
第十二页,共38页。
对功率公式(gōngshì)的应用
• 问题:汽车以额定功率在平直公路行驶时,
若前方遇到(yù dào)了一段较陡的上坡路段, 汽车司机要做好什么调整,才能确保汽车 驶到坡顶?为什么?
第十三页,共38页。
总结(zǒngjié)P 、F 、v之间的关系
• 通过前面的学习我们来总结一下P 、F 、v之间的关系:
第十五页,共38页。
练习(liànxí)
• 质量m=3Kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑的水平
面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:
• (1)力F在t=3s内对物所做的功 • (2)力F在t=3s内对物体所做的平均功率 • (3)在3s末力对物体做的瞬时功率 • 解答(jiědá):物体在水平力F的作用下,在光滑的水平面上做初
(zìmǔ)所表示的物理量及其单位。
• 国际单位:瓦特(w),常用单位:千瓦(kw)或焦耳/
秒(J/s)
• W→功→单位:焦耳(J) t→做功所用时间→单位:秒
(s)
• 换算关系:1kw = 1000 w w=1J/s
第三页,共38页。
一、功率
(1)功率(gōnglǜ)是表示力对物体做功快慢的物理
速度为零的匀加速直线运动,根据“牛二”定律求出加速度 a=F/m=2m/s2
• 则物体在3s末的速度v=at=6m/s • 物体在内的位移s=1/2at2=9m • (1)力F做的功W=Fs=54J • (2)力F在3s内的平均功率P=W/t=18W • (3)3s末力的瞬时功率P=Fv=36W
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课堂(kètáng)小结
• 1.功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率
• 2.功率的公式:P=W/t(适用求平均功率)
• 3.功率的物理意义:功率是表示做功快慢的物理量
• 4.国际单位:瓦(w)功率常用单位:千瓦(kw)或焦/秒(J/s)
• 换算关系:1kw=1000w=1000J/s
• 5.功率与力、速度的关系的推导
第七章 机械能守恒定律
第三节 功率 (gōnglǜ)
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导入
• 在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的货
物从地面运到三楼,
• 方式一:搬运工分批搬运,需时间3h • 方式二:用一台起重机提升,需时1min • 方式三:用另一台起重机提升,需时30 s • 问题:1、用不同的方式,对货物所做的功是否相
匀速运动
C
(yúnsù
vC= vm yùndòng)
P=P额不变
F2=P额/vm=f
a=0 v=vm
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a F牵Ff
m
F牵减小
V继续 (jìxù)
增大
P a减小 当F牵=F阻 V F a=
e
max f
V
0
P
匀速直线运动 (yù ndò ng)
F
Vm t加
0 t
t加
tO
t加
V
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• (1)当牵引力F一定时,功率P和速度v之间有什么关系?
• (2)当速度v一定时,牵引力F和功率P之间关系如何?
• (3)当输出功率P一定时,牵引力F和速度v之间有什么关系?
• 据P=Fv可得

F一定时,P∝v

v一定时,P∝F

P一定时,F∝ 1/v
• 说明:
• (1)当F为合外力(wàilì)时,P为合外力(wàilì)做功的功率;当F为某一外
例如: 汽车的功率就是汽车牵引力的功率 起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力
的功率
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三、功率与速度(sùdù)的关系:
P=
W
t
W=Flcosα
P=Flcot sα
v=
l
t
P=Fvcosα
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若 v表示
若v表示(biǎoshì)瞬时
(biǎoshì)平均速
速度,则P 表示
• 解 :汽车在水平(shuǐpíng)路面上以额定功率
P=60KW匀速行驶时,受到的阻力是F=1800N。由于 P=Fv
• 所以v=P/F=60000/1800m/s=33.3m/s=120Km/s • 汽车以额定功率匀速行驶时速度为120Km/s。以较低
的速度行驶时v=54Km/s=15m/s
• 于是 P=Fv=1800*15W=27KW
• P=Fv • 若v是平均速度,P是平均功率(F为恒力,
且F与同向)
• 若v是瞬时速度,P是瞬时功率 • 注意:瞬时功率通常用P=Fv表示,必须
(bìxū)注意F、v与P的同时性。
• 说明:如果物体做匀速直线运动,由于瞬
时速度与平均速度相等,故此时平均功率 等于瞬时功率。
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二、额定功率和实际 (shíjì)功率
力(wàilì)时,P为该力做功的功率;
• (2)在汽车等交通工具一类问题中,式中P为发动机的实际功率,F为发
动机的牵引力,v为汽车的瞬时速度。
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例题(lìtí)
• 例题:某型号汽车发动机的额定功率为60KW,在水
平(shuǐpíng)路面上行驶时受到的阻力是1800N,求发 动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度,在同样的阻 力下,如果行驶速度只有54Km/s,发动机输出的实 际功率是多少?
• P= W/ t =FL/t • 由于位移L是从开始计时到时刻t这段时间内发生的,
所以L/t是物体在这段时间内的平均速度,即L/t=v,
• 于是 P=Fv • (F与位移s或v同方向) • 即一个力对物体做的功率,等于这个力与受力物
体运动的速度的乘积。
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对功率(gōnglǜ)公式的理解
1、额定功率:是指机器在正常条件下可以长时 间工作的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标 称值.
2、实际功率:是指机器在工作中实际输出的功 率.
3、机器不一定在额定功率下工作,机器正常工 作时实际功率总是(zǒnɡ shì)小于或等于额定功 率,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定功率.
• 6.公式:P=Fv (F与位移(wèiyí)s或v同方向)

当 v是平均速度,P是平均功率(F为恒力,且F与同向);

当v是瞬时速度,P是瞬时功率
• 7.据P=Fv可得 a. F一定时,P∝v b. v一定时,P∝F

c. P一定时,F∝ 1/v
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说明
在日常生活中,我们经常说某台机器(jī qì)的功率, 或某物体做功的功率,实际上是指某个力对物体 做功的功率。
第六页,共38页。
观看图片
第七页,共38页。
平均功率与瞬时功率
• 在公式中t表示从计时开始到时刻t时间间隔,W是力
在这段时间内做的功,所以公式中的P实际上是这段 时间的平均功率。
• 若要表示瞬时功率怎么办!如果(rúguǒ)在 t时间内做
的功是 W,那么当 t很短很短时,P= W/ t就表 示瞬时功率。
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机车的两种启动(qǐdòng)方式
发动机的 实际(shíjì)
P=F v
功率
发动机的牵引力
机车(jīchē) 的瞬时速 度
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1.汽车以恒定功率(gōnglǜ) 启动
f
F1
f
N
f
F
G
F
f
F2
A
vA= 0
变加速运动 (jiBā sù yùn dònɡ)
P=P额不变 v F=P额/v a=(F-f)/m
(bǐzhí) 法定义
标量
(4)功率的单位
1W 1J/s1Nm/s 1kW103W
第四页,共38页。

均 即使是同一个力做功(zuògōng),做功(zuògōng) 功 的功率也可能是变化的,在一段时间内力对物体 率、 做功(zuògōng)的功率,实际上是这段时间内力 瞬 对物体做功(zuògōng)的平均功率。 时
• ②实际功率:机械在运行(yùnxíng)过程中实际输出的功
率是实际功率。
• 注意:实际功率可以小于额定功率,可以等于其额定功
率,但不能长时间的大于额定功率,否则容易将机械损 坏。
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力、位移(wèiyí)、时间与功率的关系
• 如果(rúguǒ)物体沿位移方向受的力是F,从计时开
始到时刻t这段时间内,发生的位移是L,则力在这 段时间所做的功W=FL,根据功率公式,有
2.汽车以恒定加速度启动 汽车先做匀加速运动,再做变加速运动,最后做匀速运动。
f
F1
f
F
f
F2
匀加速运动(jiā sù 变yù加n 速dò运nɡ动)
A
B (jiā sù yùn
dònɡ)
vA=0
vB= P额/F
匀速运动 C (yúnsù
yùndòng) vC=vm
a=(F1-f)/m 不变
v=at ↑ P=F1v ↑
后两物次理拉量力做的功为W1和W2 ,拉力做功的功 率是BP、1和功P率2 是,说则明力做功(zuògōng)快慢 A、的W物1=理W量2,P1=P2 B、W1=W2,P1>P2 C、CW、1做>功W2(z,uPò1g>ōPn2g)时D、间W越1长>,W功2,率P一1=P2
定小 D、力做功(zuògōng)越多,功率一定 大
• • • • • •
第二十一页,共38页。
例题(lìtí):
关于功率,下列(xiàliè)说法中正确的是


A、功率是说明做功多少的物理量 B、功率是说明力做功快慢的物理量 C、做功时间越长,功率一定小 D、力做功越多,功率一定大
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例题(lìtí):
关于功率以下说法中正确的是(

A、据 P=W/t可知,机器(jī qì)做功越多,其功率就越大
B、据 P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C、据 P=W/t可知,只要知道时间t内机器(jī qì)所做的功, 就可以求得这段时间内任一时刻机器(jī qì)做功的功率
D、根据 P=Fv可知,发动机功率一定时,汽车的牵
引力与运动速度成反比。
功 平均功率:描述在一段时间内做功(zuògōng)的
率 平均快慢 当 t 表示一段 时间时,此式 表示平均功率
P=
W
t
当 t 很短很短
时,此式表示 瞬时功率
瞬时功率:表示(biǎoshì)在某一时刻做功的快 慢
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练 习 (li à 某人(mǒu rén)用同一水平力F 先后两次拉同一 nx 物体关,于第功一率次,使下此列物说体法沿中光正滑确水的平是面前进距离l , í) 第二A次、使功此率物是体说沿明粗做糙功水(z平u也òg前ō进ng距)多离少l ,的若先
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