高中物理 4.7 功率課件 粵教版必修2.ppt

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第七節(jié) 功率,目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,二,一,三,一、功率 1.定義:單位時間內(nèi)做功的多少.用符號P表示. 2.公式: 3.單位:國際單位制中功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號:W. 4.物理意義:功率是表示做功快慢的物理量. 預習交流1 功率越大,做功一定越多嗎? 答案:功率大表示做功快,不一定做功多,因為做功的多少還與時間長短有關.,,,,,目標導航,二,一,預習導引,三,二、功率的計算 1.一個力對物體做功的功率,等于這個力與受力物體的速度的乘積,即P=Fv. 2.物理學中把物體在一段時間內(nèi)做功的功率的平均值叫平均功率,計算公式 .物理學中把物體在某一時刻做功的功率叫瞬時功率.,,,,,,,目標導航,一,預習導引,二,三,三、功率與能量 1.功率表示能量轉化或轉移的快慢. 2.額定功率和實際功率 每一種機械都有一個長時間工作的最大允許功率,這個功率叫機械的額定功率,也就是機器銘牌上的標稱值;實際功率是指機器工作中實際輸出的功率.實際功率總是小于或等于額定功率. 預習交流2 “多拉快跑”是許多司機的一貫做法,這樣做增大了交通安全的危險系數(shù),另外從發(fā)動機壽命的角度考慮會有什么影響? 答案:發(fā)動機的實際功率大于額定功率,也就是人們常說的“小馬拉大車”,會減少發(fā)動機的使用壽命.,,,,,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,思考探究,一、功率,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,思考探究,2.公式P=Fv中三個量的制約關系,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,思考探究,3.兩種常見的錯誤觀點 有些同學根據(jù)P=Fv得出“當P一定時,v→0,F→∞;或者F→0,v→∞”,即“額定功率一定時,瞬時速度趨近于0,牽引力就趨近于無窮大;或牽引力趨近于0,瞬時速度就趨近于無窮大”.這種認識對嗎?說明理由. 上述看法顯然不對. 從P=Fv可知,當機械的功率一定時,需要用較大的力做功,就必須降低速度.但是,任何機器的作用力都不可能無限制增大,因為它受到了機器結構、運轉條件等的限制,超過某一限度,作用力與速度成反比的規(guī)律就不成立了,因此任何機器都存在著一個最大作用力. 另一方面,當機械的功率一定時,要高速運轉則作用力就要減小.但是,任何機器工作時都要受到摩擦力的作用,因此機器工作產(chǎn)生的作用力就不可能小于這個摩擦力,所以任何機器還存在著一個最大速率的限制.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,如圖所示,用水平力F推動物體,讓物體在水平桌面上以速度v做勻速直線運動,則力F對物體做功的功率是多少? 答案:因為力的方向與物體位移的方向相同,所以F做功為W=Fs.由功率的公式 所以推力對物體做功的功率為P=Fv.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,【例1】 一臺起重機從靜止起勻加速地將質(zhì)量m=1.0103 kg的貨物豎直吊起,在2 s末貨物的速度v=4.0 m/s.求起重機在這2 s內(nèi)的平均輸出功率及2 s末的瞬時功率.(g取10 m/s2) 解析:貨物運動的加速度,根據(jù)牛頓第二定律,F-mg=ma, 起重機的拉力 F=mg+ma=1.0103(10+2) N=1.2104 N 貨物上升的位移,拉力做的功W=Fs=1.21044 J=4.8104 J,2 s末的瞬時功率 P=Fv=1.21044.0 W=4.8104 W. 答案:2.4104 W 4.8104 W,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,1.(2015海南單科)假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼? ) A.4倍 B.2倍 答案:D 解析:因阻力的大小正比于速率,即f=kv,當摩托艇勻速運動時,速度達到最大,則P=fv,所以,P=kv2.由此可知,功率P變?yōu)樵瓉淼?倍時,最大速率變?yōu)樵瓉淼? 倍,故D正確.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,2.(2015浙江理綜)(多選)我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器.艦載機總質(zhì)量為3.0104 kg,設起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0105 N;彈射器有效作用長度為100 m,推力恒定.要求艦載機在水平彈射結束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和,假設所受阻力為總推力的20%,則( ) A.彈射器的推力大小為1.1106 N B.彈射器對艦載機所做的功為1.1108 J C.彈射器對艦載機做功的平均功率為8.8107 W D.艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2 答案:ABD,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,二、機車的兩種啟動方式 1.兩種啟動方式的過程分析,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,【例2】 汽車發(fā)動機的功率為140 kW,汽車的質(zhì)量為4 t,當它行駛在坡角為0.25(sin α=0.25)的長直公路上時,如圖所示.所受摩擦阻力為車重的 (g取10 m/s2),問: (1)汽車所能達到的最大速度vmax是多少? (2)若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運動,則此過程能維持多長時間? (3)當汽車勻加速行駛的速度達到最大值時,汽車做功多少?,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,解析:(1)汽車在坡路上行駛,所受阻力由兩部分構成, 即f=kmg+mgsin α=4 000 N+10 000 N=14 000 N 又因為當F=f時,P=fvmax,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,(3)由W=Fs可得汽車在勻加速運動階段行駛時牽引力做功為W=Fs=16 40060.78 J=9.97105 J. 答案:(1)10 m/s (2)14.23 s (3)9.97105 J,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,1.(2015全國理綜Ⅱ)一汽車在平直公路上行駛.從某時刻開始計時,發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示.假定汽車所受阻力的大小f恒定不變.下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖線中,可能正確的是( ),答案:A,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,2.一汽車額定功率為100 kW,質(zhì)量為1.0104 kg,設阻力恒定,阻力f=kmg,k=0.1. (1)若汽車保持恒定功率運動,求運動的最大速度. (2)若汽車以加速度a=0.5 m/s2做勻加速運動,求其勻加速運動的最長時間. (3)若保持額定功率運動,當汽車速度為5 m/s時,運動的加速度是多大? 答案:(1)10 m/s (2)13.4 s (3)1 m/s2,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,