2018-2019學(xué)年高考物理 主題二 機(jī)械能及其守恒定律 第四章 機(jī)械能及其守恒定律 2.4.2 功率課件 教科版.ppt

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1、2.4.2 功 率,一、功率的含義 觀圖助學(xué),同學(xué)們爬山時(shí)遇到過(guò)挑山工和索道，假設(shè)挑山工和纜車(chē)將相同的貨物運(yùn)到山頂，兩者對(duì)貨物做的功相同嗎？做功用的時(shí)間相同嗎？做功的功率相同嗎？,1.定義：力對(duì)物體所做的功W與做功_的比值。,3.單位：在國(guó)際單位制中，功率的單位是_，簡(jiǎn)稱(chēng)_，用_表示。1 W1 J/s。 4.標(biāo)矢性：功率是_。 5.物理意義：表示物體做功_的物理量。 6.輸入功率與輸出功率 (1)輸入功率：機(jī)器工作時(shí)，_對(duì)機(jī)器做功的功率。 (2)輸出功率：機(jī)器對(duì)_做功的功率。,所用時(shí)間t,瓦特,瓦,W,標(biāo)量,快慢,外界,外界,7.額定功率與實(shí)際功率 (1)額定功率：機(jī)器_允許的功率。 (2)實(shí)

2、際功率：機(jī)器_時(shí)的輸出功率。 (3)關(guān)系：實(shí)際功率往往_額定功率，但也可以在很短時(shí)間內(nèi)_額定功率。,長(zhǎng)時(shí)間工作,實(shí)際工作,小于,大于,(2)做相同的功，用時(shí)短的做功較快。( ) (3)發(fā)動(dòng)機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長(zhǎng)時(shí)間工作。( ) (4)功率大，做功一定多。( ),二、功率、力和速度之間的關(guān)系 觀圖助學(xué),為什么汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)速度可以很大？而汽車(chē)爬坡時(shí)，常常換用低速擋，汽車(chē)要減速，這又是為什么？,1.功率、力和速度之間的關(guān)系 (1)當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P_ (2)當(dāng)F與v夾角為時(shí)，P_ 2.應(yīng)用：由功率與速度關(guān)系式知，汽車(chē)、火車(chē)等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)，

3、牽引力F與速度v成_，要增大牽引力，就要_速度。,Fv,Fvcos ,反比,減小,(2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：P_，其中v為瞬時(shí)速度；當(dāng)F與v夾角為時(shí)，PFvcos 。,Fv,理解概念 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)一個(gè)力對(duì)物體做功的功率，不一定等于這個(gè)力與受力物體運(yùn)動(dòng)速度的乘積。( ) (2)汽車(chē)的功率一定，汽車(chē)的速度越大，牽引力就越大。( ) (3)汽車(chē)在高速公路上行駛，功率的大小與速度的大小無(wú)關(guān)。( ) (4)汽車(chē)的速度越大，牽引力的功率也越大。( ),觀察探究 如圖1所示某部隊(duì)正用吊車(chē)將一臺(tái)坦克車(chē)從碼頭上吊起裝上艦船。,圖1,(1)將質(zhì)量為m

4、的坦克車(chē)以速度v勻速吊起，坦克車(chē)在t時(shí)間內(nèi)勻速上升h高度。怎樣計(jì)算吊車(chē)的功率？其瞬時(shí)功率是多少？ (2)若坦克車(chē)在相同的時(shí)間t內(nèi)，從靜止開(kāi)始以加速度a勻加速上升高度h時(shí)，該過(guò)程中吊車(chē)的平均功率是多少？其瞬時(shí)功率是多少？,2.公式PFv中三個(gè)量的制約關(guān)系,答案 D,例2 一臺(tái)起重機(jī)將靜止在地面上、質(zhì)量為m1.0103 kg的貨物勻加速豎直吊起，在2 s末貨物的速度v4 m/s。(取g10 m/s2，不計(jì)額外功)求： (1)起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均功率； (2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率。,答案 (1)2.4104 W (2)4.8104 W,計(jì)算功率應(yīng)該注意的問(wèn)題 (1)首先應(yīng)該明確所求的功率是

5、平均功率還是瞬時(shí)功率，計(jì)算平均功率與瞬時(shí)功率選擇的公式不同。 (2)求平均功率時(shí)，應(yīng)明確是哪一段時(shí)間內(nèi)的平均功率；求瞬時(shí)功率時(shí)，應(yīng)明確是哪一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。 (3)應(yīng)該明確是哪一個(gè)力對(duì)物體做功的功率，是動(dòng)力還是阻力，是恒力還是變力等。不同情況應(yīng)選擇不同的公式。,針對(duì)訓(xùn)練1 一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t時(shí)間內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率 及在t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P分別為( ),答案 C,觀察探究 汽車(chē)的啟動(dòng)方式有兩種：1.以恒定的功率啟動(dòng)；2.以恒定的加速度啟動(dòng)。,機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題,圖2,(1)用公式PFv研究汽車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)，力F是什么力？ (2)以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的加速度變化

6、嗎？做什么運(yùn)動(dòng)？ (3)汽車(chē)勻加速啟動(dòng)的過(guò)程能否一直持續(xù)下去？ 答案 (1)F是汽車(chē)的牽引力。 (2)汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)，根據(jù)PFv，v增大，F(xiàn)減小，加速度減小，故加速度變化，汽車(chē)做變加速運(yùn)動(dòng)。 (3)不能。汽車(chē)勻加速啟動(dòng)，F(xiàn)不變，v增大，P增大。 當(dāng)PP額時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束。,探究歸納 1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析(條件：水平路面、阻力f恒定),試題案例 例3 (2018溫州高一檢測(cè))在平直路面上運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)的額定功率為60 kW，若其總質(zhì)量為5 t，在水平路面上所受的阻力為5103 N。 (1)求汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度； (2)若汽車(chē)以0.5 m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，則這一過(guò)程

7、能維持多長(zhǎng)時(shí)間？ (3)若汽車(chē)以額定功率啟動(dòng)，則汽車(chē)車(chē)速v2 m/s時(shí)其加速度為多大？,答案 (1)12 m/s (2)16 s (3)5 m/s2,(1)公式PFv中的F指的是機(jī)車(chē)的牽引力，而不是合外力。 (2)只有機(jī)車(chē)在水平路面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力F才等于它受到的阻力f大小。 (3)機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，勻加速結(jié)束時(shí)的速度并沒(méi)有達(dá)到最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度vm。,答案 B,功率問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用,在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先要讀懂題目中所給出的信息，進(jìn)而把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為熟知的物理模型，然后根據(jù)題意結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律求解。例如以人們熟知的跳繩設(shè)置問(wèn)題，分析求解時(shí)首先應(yīng)該清楚運(yùn)動(dòng)員跳起到h高度克服重力做的功為mgh，并細(xì)致分析運(yùn)動(dòng)員的一次跳繩過(guò)程，求出運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1，而求出h是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。求平均功率的時(shí)間必須用跳躍周期T，即要注意求的是哪段時(shí)間內(nèi)的平均功率。對(duì)這一些實(shí)際問(wèn)題的求解，構(gòu)建出物理模型是關(guān)鍵所在。,圖3,【思維導(dǎo)圖】,