高一物理必修2人教版第七章 7.3 功率 课件精选课件

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1、功率的定义式 2、瞬时功率和平均功率 3、额定功率与实际功率 4、功率与速度的关系
例题
问题解决
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路
面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额
定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,
如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实
1、功率和机械效率有什么关系？ 2、功率的单位是什么？效率……单位？
本节基本知识 1、物理意义：表示做功快慢的物理 量
2、定义式：P＝ Wt
该式一般用于求平均功率 3、计算式：P = F v cosα
该式Βιβλιοθήκη Baidu于求瞬时功率、平均功率
4、单位：在国际单位制中 瓦特 W
观察与思考 问题解决
汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇 到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？
第七章 机械能守恒定律
功率
问题展示
1、功率表达式； 2、平均功率与瞬时功率； 3、额定功率与实际功率； 4、功率与效率； 5、恒定功率起动和恒定加速度起动
问题展示
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1、功率的定义式 2、瞬时功率和平均功率 3、额定功率与实际功率 4、功率与速度的关系
平均功率和瞬时功率
最大
vm＝
P额 F阻
保持
vm
匀速
加速度逐渐减小的
匀速直
变加速直线运动
线运动
问题解决
机车以恒定加速度启动的v－ t 图
先做匀加速直线运动，再做加速度逐 渐减小的变加速直线运动，最终以速度
做匀vm速＝ 直FP额阻线v 运动。
vm
0
t
2．两种过程的 v－t 图对比
问题解决
①
②
做题试试
问题解决
假定额定功率80Kw的汽车,在平 直的公路上行驶的最大速度为20m/s, 汽车质量为2×103kg,如果汽车从静止 开始做匀加速直线运动,加速度为 2m/s2,运动过程中阻力不变,求： （1）汽车所受的恒定阻力大小； （2）经过多长时间汽车功率达到额定 值.
匀加速运动的时间为 t＝va＝120 s＝5 s.
[答案] (1)4×103 N (2)5 s
课堂小结
变式训练
问题解决
质量为5×103kg的汽车在水平公路 上行驶时，阻力是车重的0.1倍，让车保 持额定功率为60kw，从静止开始行驶。
（1）若以额定功率启动，求汽车达到的 最大速度vm及汽车车速v2= 2m/s时的加 速度；
问题解决
1、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时 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。
[解析] (1)当汽车达到最大速度时，F＝Ff，则 P 额＝Ffvm， 解得 Ff＝Pvm额＝80×20103 N＝4×103 N. (2)在匀加速阶段，由牛顿第二定律得：F－Ff＝ma， 则 F＝Ff＋ma＝4×103 N＋2×103×2 N＝8×103 N. 当汽车达到额定功率时：P 额＝Fv， 解得 v＝PF额＝880××110033 m/s＝10 m/s.
问题解决
P＝ Wt
W＝Fscosα
P＝Fsctosα
v＝
S
t
P＝Fvcosα
v1F
α
v
v2 P＝Fvcosα
F2
F
α
F1
v
P＝vFcosα
功率与速度的关系 问题解决
若 v表示平均 速度，则P 表 示平均功率
若v表示瞬时速度， 则P 表示瞬时功率
P＝F v cosα
当F与v同方 向时（α＝ 0），P＝Fv
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
问题解决
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
→a＝→F－→m→F阻
→F P↑＝→F v↑ 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↓＝
F↓－F→阻 →m
当F= F阻时，
a＝0 ，v达到
专题：机车启动问题 问题解决
发动机的 实际功率
P＝F v
机车的瞬 时速度
发动机的牵引力
类型1：机车以恒定功率 P 启动
v↑
F↓＝→vP↑
a↓＝
F↓－F→阻 →m
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
保持
vm
匀速
加速度逐渐减小的 变加速直线运动
匀速直 线运动
问题解决
机车以恒定功率启动的v－ t 图
对于公式 P = F v 1、当P 一定时，F 和 v 有什么反关比系？ 2、当F 一定时，P 和 v 有什正么比关系？
3、当v 一定时，F 和 P 有什正么比关系？
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1、功率的定义式 2、瞬时功率和平均功率 3、额定功率与实际功率 4、功率与速度的关系
额定功率和实际功率
问题解决
说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可 能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功 率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均 功率。
平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢
当 t 表示一段 时间时，此式 表示平均功率
P＝ Wt
当 t 很短很短 时，此式表示 瞬时功率
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
际功率是多少?
解： 匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻=
由18P00=NFv 得
v=
P F
=
60000 1800
m/s=33.3m/s=120km/h
以较低的速度行使时, v’=54km/h=15m/s 实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率
问题
问题细化
1、汽车上坡时，司机要换高档还是低档？ 2、为什么要换低档？ 3、为什么高速火车、汽车和大型舰船需要大
功率发动机？
难点分解
1、当汽车以恒定功率起动时，汽车的牵引力 会如何变化？加速度如何变化？
2、当汽车以恒定加速度起动时，汽车的功率 会如何变化？加速度不变的情形能维持到 什么时候？
3、能不能画出以上两种情形的v-t图象？
思考与推理
问题解决
一个物体在水平恒力F的作用下，以
速度v匀速直线运动了一段时间t，试求
这段时间t内恒力F做功的功率。
PW t
W FS
P FS t
S vt
P Fv
拓展：若物体在水平恒力F作用下作变速 运动了一段时间t，则恒力F在时间t内做功 的功率又如何呢？若力F与水平成θ角呢？
功率与速度的关系