(浙江專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 3 功率課件 新人教版必修2.ppt
3功率,第七章機(jī)械能守恒定律,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、功率1.定義:功W與完成這些功所用的比值.2.公式P_.單位:,簡稱,符號.3.意義:功率是表示的物理量.4.功率是(“標(biāo)”或“矢”)量.,時間t,瓦特,瓦,W,做功快慢,標(biāo),5.額定功率和實(shí)際功率(1)額定功率:機(jī)械允許長時間工作時的功率.發(fā)動機(jī)銘牌上的功率指的就是額定功率.(2)實(shí)際功率:機(jī)械工作時的輸出功率.發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率不能長時間大于額定功率,否則會損壞機(jī)械.,正常,最大,實(shí)際,二、功率與速度1.功率與速度關(guān)系式:P(F與v方向相同).2.應(yīng)用:由功率速度關(guān)系知,汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械,當(dāng)發(fā)動機(jī)的功率P一定時,牽引力F與速度v成(填“正比”或“反比”),要增大牽引力,就要速度.,Fv,反比,減小,答案,即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)由公式P知,做功越多,功率越大.()(2)力對物體做功越快,力的功率一定越大.()(3)發(fā)動機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長時間工作.()(4)汽車爬坡時常常需要換高速擋.(),答案,2.用水平力使重力為G的物體沿水平地面以速度v做勻速直線運(yùn)動.已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)為,則水平力對物體做功的功率是_.,Gv,重點(diǎn)探究,一、功率,建筑工地上有三臺起重機(jī)將重物吊起,下表是它們的工作情況記錄:,導(dǎo)學(xué)探究,答案,(1)三臺起重機(jī)哪臺做功最多?,答案三臺起重機(jī)分別做功3.2104J、2.4104J、3.2104J,所以A、C做功最多.,(2)哪臺做功最快?怎樣比較它們做功的快慢呢?,答案B做功最快,可以用功與所用時間的比值表示做功的快慢.,1.功率表示的是做功的快慢,而不是做功的多少,功率大,做功不一定多,反之亦然.2.求解功率時,首先要明確求哪個力的功率,是某個力的功率,還是物體所受合力的功率,其次還要注意求哪段時間(或哪個過程)的功率.,知識深化,例1某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體,第一次使此物體從靜止開始在光滑水平面上前進(jìn)l距離,第二次使此物體從靜止開始在粗糙水平面上前進(jìn)l距離.若先后兩次拉力做的功分別為W1和W2,拉力做功的平均功率分別為P1和P2,則A.W1W2,P1P2B.W1W2,P1P2C.W1W2,P1P2D.W1W2,P1P2,答案,解析,解析兩次拉物體用的力都是F,物體的位移都是l.由WFlcos可知W1W2.物體在粗糙水平面上前進(jìn)時,加速度a較小,由lat2可知用時較長,再由P可知P1>P2,選項(xiàng)B正確.,二、功率與速度,答案,導(dǎo)學(xué)探究,在光滑水平面上,一個物體在水平恒力F作用下從靜止開始加速運(yùn)動,經(jīng)過一段時間t,末速度為v.求:(1)在t時間內(nèi)力F對物體所做的功.,解析,(2)在t時間內(nèi)力F的功率.,答案,解析t時間內(nèi)的功率為平均功率,(3)在t時刻力F的功率.,答案Fv,解析t時刻的功率PFv,解析,1.功率與速度的關(guān)系(1)當(dāng)F與v方向相同時,PFv;(2)當(dāng)F與v夾角為時,PFvcos.2.平均功率和瞬時功率(1)平均功率:時間t內(nèi)功率的平均值,計算公式:.當(dāng)F與v方向相同時,其中為平均速度.,知識深化,(2)瞬時功率:某一時刻功率的瞬時值,能精確地描述做功的快慢,計算公式:當(dāng)F與v方向相同時,PFv,其中v為瞬時速度;當(dāng)F與v夾角為時,PFvcos.,答案,例2一臺起重機(jī)將靜止在地面上的質(zhì)量為m1.0103kg的貨物勻加速豎直吊起,在2s末貨物的速度v4m/s.(取g10m/s2,不計額外功)求:(1)起重機(jī)在這2s內(nèi)的平均功率;,解析,答案2.4104W,解析設(shè)貨物所受的拉力為F,加速度為a,則,Fmgma1.010310N1.01032N1.2104N2s內(nèi)貨物上升的高度,起重機(jī)在這2s內(nèi)對貨物所做的功WFh1.21044J4.8104J起重機(jī)在這2s內(nèi)的平均功率,答案,(2)起重機(jī)在2s末的瞬時功率.,解析,答案4.8104W,解析起重機(jī)在2s末的瞬時功率PFv1.21044W4.8104W.,求解功率問題時容易混淆“平均功率”和“瞬時功率”這兩個概念.讀題時一定注意一些關(guān)鍵詞:“某秒末”或“到某位置時”的功率是求瞬時功率,只能用PFv求解;“某段時間內(nèi)”或“某個過程中”等詞語,則是求平均功率,此時可用求解,也可以用求解.,答案,例3放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用,在06s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象如圖1甲、乙所示.下列說法正確的是,解析,圖1,A.06s內(nèi)物體的位移大小為20mB.06s內(nèi)拉力做功為100JC.滑動摩擦力的大小為5ND.06s內(nèi)滑動摩擦力做功為50J,解析在06s內(nèi)物體的位移大小為x(46)6m30m,故A錯誤;Pt圖線與時間軸圍成的面積表示拉力做功的大小,則拉力做功WF230J104J70J,故B錯誤;在26s內(nèi),v6m/s,P10W,物體做勻速運(yùn)動,摩擦力FfF,得Ff,故C錯誤;在06s內(nèi)物體的位移大小為30m,滑動摩擦力做負(fù)功,即Wf30J50J,D正確.,三、PFv在實(shí)際中的應(yīng)用,PFv三個量的制約關(guān)系,答案,例4(2018嘉興市第一中學(xué)第二學(xué)期期中考試)某種型號轎車凈重1500kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為150kW,最高時速可達(dá)180km/h.如圖2為車中用于改變車速的擋位,手推變速桿到達(dá)不同擋位可獲得不同的運(yùn)行速度,從“1”“5”速度逐漸增大,R是倒車擋(設(shè)轎車行駛中阻力不變),則下列說法正確的是,解析,圖2,轎車要以最大動力上坡,變速桿應(yīng)推至“1”擋轎車要以最大動力上坡,變速桿應(yīng)推至“5”擋在額定功率下以最高速度行駛時,轎車的牽引力為3000N轎車受到的阻力為833NA.B.C.D.,解析根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系PFv可知,當(dāng)速度最小時,牽引力最大,變速桿應(yīng)推至“1”擋,故正確,錯誤;在額定功率下以最高速度行駛時,F(xiàn)Ff3000N,故正確,錯誤.所以A正確,B、C、D錯誤.,在額定功率下汽車以最高速度行駛時,此時速度為最大速度.vm.此時汽車做勻速運(yùn)動,牽引力等于阻力,故由P、vm可以求汽車所受阻力.,答案,針對訓(xùn)練一質(zhì)量為5000kg的汽車,以額定功率由靜止啟動,它在水平面上運(yùn)動時所受的阻力為車重的0.1倍,發(fā)動機(jī)額定功率為50kW.則汽車在此路面上行駛的最大速度為(g取10m/s2)A.5m/sB.7m/sC.8m/sD.10m/s,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對功率的理解)關(guān)于功率,下列說法正確的是A.由P可知,只要知道W和t的值就可以計算出任意時刻的功率B.由PFv可知,汽車的功率一定與它的速度成正比C.由PFv可知,牽引力一定與速度成反比D.當(dāng)汽車的功率一定時,牽引力一定與速度成反比,解析公式P求的是這段時間內(nèi)的平均功率,不能求瞬時功率,故A錯誤;根據(jù)PFv可知,當(dāng)汽車牽引力一定時,汽車的功率與速度成正比,故B錯誤;由PFv可知,當(dāng)汽車功率一定時,牽引力與速度成反比,故C錯誤,D正確.,答案,解析,1,2,3,4,5,2.(平均功率和瞬時功率)一個質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動,那么,在前t時間內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t時刻重力做功的瞬時功率P分別為,答案,1,2,3,4,5,解析前t時間內(nèi)重力做功的平均功率,t時刻重力做功的瞬時功率PFvmggtmg2t故C正確.,解析,3.(實(shí)際問題中功率的求解)(2018臺州中學(xué)高三第一學(xué)期第一次統(tǒng)練)在2016年里約奧運(yùn)會場地自行車女子團(tuán)體競速賽中,中國隊(duì)的鐘天使和宮金杰兩位強(qiáng)將相繼刷新奧運(yùn)和世界紀(jì)錄奪金.如圖3是兩位運(yùn)動員在比賽沖刺階段的畫面,若運(yùn)動員此時受到的阻力約為200N,則運(yùn)動員的輸出功率最接近,1,2,3,4,5,圖3,A.40WB.4.0102WC.4.0103WD.4.0104W,解析運(yùn)動員速度大約為72km/h20m/s,PFvFfv20020W4.0103W,C正確.其它選項(xiàng)數(shù)量級差太多,是錯誤的.,答案,解析,A.2PB.4PC.8PD.16P,4.(公式PFv的應(yīng)用)(2018杭西高高一4月測試)中國的高鐵技術(shù)居世界領(lǐng)先地位.通常,列車受到的阻力與速度的平方成正比,即Ffkv2.列車要跑得快,必須用大功率的機(jī)車牽引.若列車以120km/h的速度勻速行駛時機(jī)車的功率為P,則該列車以240km/h的速度勻速行駛時機(jī)車的功率為,答案,解析,1,2,3,4,5,解析由PFv及FFf,F(xiàn)fkv2得:Pkv3,5.(功率的有關(guān)計算)(2018余姚中學(xué)高二第二學(xué)期期中考試)某重型氣墊船,質(zhì)量為5.0105kg,最高時速為108km/h,裝有額定輸出功率為9000W的燃?xì)廨啓C(jī).假設(shè)該重型氣墊船在海面航行過程所受的阻力Ff與速度v滿足Ffkv,下列說法正確的是A.該重型氣墊船的最大牽引力為3.0105NB.由題中給出的數(shù)據(jù)可算出k1.0104Ns/mC.當(dāng)以最高時速一半的速度勻速航行時,氣墊船所受的阻力大小為3.0105ND.當(dāng)以最高時速一半的速度勻速航行時,氣墊船發(fā)動機(jī)的輸出功率為4500kW,1,2,3,4,5,答案,解析,解析最高速度vm108km/h30m/s,此時勻速運(yùn)動,牽引力F3.0105N.在達(dá)到最大速度前牽引力大于3.0105N,所以A錯誤;,1,2,3,4,5,