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1、第第3 3節(jié)節(jié) 功率功率1.1.知道功率的物理意義，定義式。知道功率的物理意義，定義式。2.2.理解功率的導出式理解功率的導出式P=FvP=Fv的物理意義，并能利用兩個公的物理意義，并能利用兩個公式進行計算。式進行計算。3.3.理解平均功率和瞬時功率的物理意義并能利用公式進理解平均功率和瞬時功率的物理意義并能利用公式進行計算。行計算。 比較上述兩種情況下，做相同的功，挖掘機用比較上述兩種情況下，做相同的功，挖掘機用時要少一些?；蛘哒f在相同的時間內，挖掘機做的時要少一些。或者說在相同的時間內，挖掘機做的功多些。功多些。 可見，做功的快慢不僅與做功的多少有關，還與可見，做功的快慢不僅與做功的多少有
2、關，還與做這些功所耗費的時間有關。做這些功所耗費的時間有關。一、功率的含義一、功率的含義1.1.功率的定義：功跟完成這些功所用時間的比值，功率的定義：功跟完成這些功所用時間的比值， 叫做功率。叫做功率。2.2.功率的公式：功率的公式：P=P=Wt3.3.功率的物理意義：表示物體做功快慢的物理量。功率的物理意義：表示物體做功快慢的物理量。功率是標量，表示做功過程中能量轉化的快慢。功率是標量，表示做功過程中能量轉化的快慢。功率的單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱功率的單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是瓦，符號是W W，1W1W1J/s1J/s技術上常用千瓦（技術上常用
3、千瓦（kWkW）作為功率的單位，）作為功率的單位，1kW1kW1000W1000W。例例1.1.關于功率，下列說法中正確的是（關于功率，下列說法中正確的是（ ）A A、功率是說明做功多少的物理量、功率是說明做功多少的物理量B B、功率是說明力做功快慢的物理量、功率是說明力做功快慢的物理量C C、做功時間越長，功率一定越小、做功時間越長，功率一定越小D D、力做功越多，功率一定越大、力做功越多，功率一定越大B B1.1.某人用同一水平力某人用同一水平力F F先后兩次拉同一物體，第一次使此先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進物體沿光滑水平面前進s s距離，第二次使此物體沿粗糙水距離，
4、第二次使此物體沿粗糙水平面也前進平面也前進s s距離，若先后兩次拉力做的功為距離，若先后兩次拉力做的功為W W1 1和和W W2 2，拉力，拉力做功的功率是做功的功率是P P1 1和和P P2 2，則，則( )( )A.WA.W1 1=W=W2 2，P P1 1=P=P2 2 B.W B.W1 1=W=W2 2，P P1 1P P2 2 C.WC.W1 1W W2 2，P P1 1P P2 2 D.W D.W1 1W W2 2，P P1 1=P=P2 2B B2.2.一臺抽水機每秒能把一臺抽水機每秒能把30kg30kg的水抽到的水抽到10m10m高的水塔上，不高的水塔上，不計額外功的損失，這臺
5、抽水機輸出的功率是多大？如果計額外功的損失，這臺抽水機輸出的功率是多大？如果保持這一輸出功率，半小時內能做多少功？保持這一輸出功率，半小時內能做多少功？解解:m=30 kg h=10 m t=1800 s:m=30 kg h=10 m t=1800 s由功由功W=W=mgh mgh 得得W=30W=30101010J=310J=310103 3 J J這臺抽水機的輸出功率為這臺抽水機的輸出功率為由由P=W/t P=W/t 得得 P P=3=310103 3 /1 W=3 /1 W=310103 3 W W它半小時能做功它半小時能做功W=Pt=3W=Pt=310103 31800J=5.4180
6、0J=5.410106 6J J二、功率與力、速度的關系二、功率與力、速度的關系Fv v 用水平力用水平力F F推物體，讓物體以速度推物體，讓物體以速度v v做勻速直線運動，做勻速直線運動，力力F F對物體做功的功率是多少呢？對物體做功的功率是多少呢？W=FSW=FSP=P=tWv=S/tv=S/tP=Fv如果如果F F與與v v成任意角度成任意角度，那么功率與力、速度的關系，那么功率與力、速度的關系又會怎樣呢？又會怎樣呢？scosscosv vvcosvcos三、額定功率和實際功率三、額定功率和實際功率1 1額定功率：是指機器長時間工作時的最大允許功率，額定功率：是指機器長時間工作時的最大允
7、許功率，也就是機器銘牌上的標稱值，這個功率叫做額定功率。也就是機器銘牌上的標稱值，這個功率叫做額定功率。2.2.實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率。實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率。3.3.機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率。率。說明說明: :在日常生活中，我們經常說某臺機器的功在日常生活中，我們經常說某臺機器的功率，或某物體做功的
8、功率，實際上是指某個力率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。例如：汽車的功率就是汽對物體做功的功率。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機吊起貨物的功率就是車牽引力的功率，起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。鋼繩拉力的功率。四、平均功率和瞬時功率四、平均功率和瞬時功率在長跑中，人做功在長跑中，人做功的功率是變化的的功率是變化的即使是同一個力做功，做功的功率也可能是變化的，在一即使是同一個力做功，做功的功率也可能是變化的，在一段時間內力對物體做功的功率，實際上是這段時間內力對段時間內力對物體做功的功率，實際上是這段時間內力對物體做功的平均值，即平均功率。物體做功的平
9、均值，即平均功率。1.1.平均功率：平均功率：物體在一段時間內做功的功率的平均值稱物體在一段時間內做功的功率的平均值稱為平均功率。描述在一段時間內做功的平為平均功率。描述在一段時間內做功的平均快慢均快慢 ，通常用，通常用P=W/tP=W/t來表示來表示2.2.瞬時功率：瞬時功率：物體在某一時刻的功率叫做瞬時功率。表物體在某一時刻的功率叫做瞬時功率。表示在某一時刻做功的快慢示在某一時刻做功的快慢 ，用，用P=FvP=Fv表述，表述，v v是瞬時速度。是瞬時速度。例例2.2.一物體自某一高度處做自由落體運動，經一物體自某一高度處做自由落體運動，經5s5s落地，其落地，其質量為質量為m=2kgm=2
10、kg，問：，問：（1 1）在）在5s5s內重力的平均功率為多大？內重力的平均功率為多大？（2 2）在）在4s4s末，重力的瞬時功率為多少？末，重力的瞬時功率為多少？解析解析: :(1)(1)物體做自由落體運動，由物體做自由落體運動，由h= gth= gt2 2得得h= h= 10105 52 2m=125mm=125m根據(jù)做功公式根據(jù)做功公式 W=Fs W=Fs 得得W=W=mghmgh=2500J=2500J由由P=W/t P=W/t 得平均功率得平均功率P=500WP=500W(2)(2)由由v=v=gtgt 得得4s4s末的速度末的速度 v=40m/sv=40m/s由瞬時功率由瞬時功率P
11、=FvP=Fv得得P=P=mgvmgv=20=2040W=800W40W=800W1212例例3.3.某型號汽車發(fā)動機的額定功率為某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW60kW，在水平路面上，在水平路面上行駛時受到的阻力是行駛時受到的阻力是1800N1800N，求發(fā)動機在額定功率下汽車，求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。在同樣的阻力下，如果行駛速度只有勻速行駛的速度。在同樣的阻力下，如果行駛速度只有54km/h54km/h，發(fā)動機輸出的實際功率是多少？，發(fā)動機輸出的實際功率是多少？解解: :知知P= 6P= 610104 4W W，F(xiàn) F阻阻=1800N=1800N，v= 54km/h=1
12、5m/s, v= 54km/h=15m/s, 汽車勻速行駛時汽車勻速行駛時, ,有有F F牽牽=F=F阻阻(1)(1)由公式由公式 P=Fv P=Fv 得得v=P/Fv=P/F阻阻=33.3m/s=120km/h=33.3m/s=120km/h(2)(2)當以較低的速度行駛時，當以較低的速度行駛時，v=54km/h=15m/sv=54km/h=15m/sP=Fv=27kW P=Fv=27kW 五、汽車兩種啟動方式的討論五、汽車兩種啟動方式的討論1.1.功率功率P P恒定恒定由由P=FvP=Fv可知，可知，v v增大，增大，F(xiàn) F減小減小, ,由由F-f=maF-f=ma知，知，a a減小，減小
13、，v v增增加的慢了但仍繼續(xù)增加，加的慢了但仍繼續(xù)增加，F(xiàn) F減小，減小，a a進一步減小，當進一步減小，當a=0a=0時，即時，即F=fF=f時，速度達到最大時，速度達到最大v vm m2.2.加速度加速度a a恒定恒定由由F-f=maF-f=ma知知,F,F恒定，根據(jù)恒定，根據(jù)P=FvP=Fv，v v逐漸增大，則逐漸增大，則P P逐漸增大，逐漸增大，當達到額定功率時，當達到額定功率時，P P不能再增大，勻加速階段結束。再不能再增大，勻加速階段結束。再往后，往后，v v繼續(xù)增大，繼續(xù)增大，P P不變，不變，F(xiàn) F減小，減小，a a開始減小，直到開始減小，直到a=0a=0時，時，F(xiàn)=fF=f，
14、速度達到最大，速度達到最大v vm m汽車上坡的時候，司機常用換擋的方法來減小速汽車上坡的時候，司機常用換擋的方法來減小速度，為什么呢度，為什么呢? ?例例4.4.按額定功率行駛的汽車，所受地面的阻力保持不變，按額定功率行駛的汽車，所受地面的阻力保持不變，則則( )( )A A汽車加速行駛時，牽引力不變，速度增大汽車加速行駛時，牽引力不變，速度增大B B汽車可以做勻加速運動汽車可以做勻加速運動C C汽車加速行駛時，加速度逐漸減小，速度逐漸增大汽車加速行駛時，加速度逐漸減小，速度逐漸增大D D汽車達到最大速度時，所受合力為零汽車達到最大速度時，所受合力為零CDCD3.3.下列關于汽車運動的論述，
15、不正確的是下列關于汽車運動的論述，不正確的是( )( )A.A.汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度、加速度均汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度、加速度均逐漸增大逐漸增大B.B.汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度逐漸增大；汽車以額定功率啟動后做變加速運動，速度逐漸增大；加速度逐漸減小，加速度為加速度逐漸減小，加速度為0 0時，速度最大時，速度最大C.C.汽車勻速行駛時最大允許速度受發(fā)動機額定功率限制，汽車勻速行駛時最大允許速度受發(fā)動機額定功率限制，要提高最大允許速度，必須增大發(fā)動機的額定功率要提高最大允許速度，必須增大發(fā)動機的額定功率D.D.汽車在水平路面上以額定功率汽車在水平路面上
16、以額定功率P P行駛，則當牽引力行駛，則當牽引力F F與阻與阻力力f f平衡時，汽車的最大速度平衡時，汽車的最大速度v vm m=P/f=P/fA A4.4.額定功率為額定功率為80kW80kW的汽車，在水平長直公路上行駛時最的汽車，在水平長直公路上行駛時最大速度可達大速度可達20m/s,20m/s,汽車質量為汽車質量為2 210103 3kgkg。如果汽車從靜止。如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度可達開始做勻加速直線運動，加速度可達2m/s2m/s2 2。設運動過程。設運動過程中阻力大小不變，試求：中阻力大小不變，試求：（1 1）汽車運動時所受阻力）汽車運動時所受阻力f f；（2 2
17、）汽車勻加速運動過程可持續(xù)的時間）汽車勻加速運動過程可持續(xù)的時間tt；（3 3）汽車啟動后，發(fā)動機在第三秒末的瞬時功率）汽車啟動后，發(fā)動機在第三秒末的瞬時功率P P3 3。解解：（：（1 1）當）當F=fF=f時，時，a=0 a=0 由由P=Fv=f P=Fv=f v vm m所以所以f=Pf=P額額 / /v vm m =4 =4 10103 3 N N(2)(2)根據(jù)牛頓運動定律根據(jù)牛頓運動定律F-f=maF-f=ma得得F=F=f+maf+ma=8 =8 10103 3 N N設汽車剛達到額定功率時速度為設汽車剛達到額定功率時速度為v vm m汽車勻加速運動的時間為汽車勻加速運動的時間為
18、t t 由由P P額額= =FvFvm m 得得 v vm m =10m/s =10m/sv vm m=at=at t t=5s=5s(3)(3)汽車第汽車第3s3s末仍在做勻加速運動末仍在做勻加速運動則則v v3 3=at=at3 3=2=23m/s=6m/s3m/s=6m/sP P3 3=Fv=Fv3 3=4.8 =4.8 10104 4W W功率是功率是反映力對物體做功快慢反映力對物體做功快慢的物理量。的物理量。功與完成這些功所用時間的比叫做功與完成這些功所用時間的比叫做功率功率。即即 功率功率= =功功/ /所用時間所用時間定義式：定義式：P=W/tP=W/t功率單位：瓦特功率單位：瓦特(W)(W)換算關系換算關系： 1W=11W=1 J/SJ/S平均功率：平均功率： = =FF v v （ 是表示在某一段時間內輸出是表示在某一段時間內輸出的功率）的功率） P=W/t=P=W/t=Fs/tFs/t 也是也是表示平均功率。表示平均功率。瞬時功率：瞬時功率：P=P=FvFv （ 是表示在某一時刻所輸出的功率）是表示在某一時刻所輸出的功率）v v表示瞬時速度。表示瞬時速度。額定功率：額定功率：是機器在正常工作情況下的最大輸出功率。是機器在正常工作情況下的最大輸出功率。 PP
福建省福鼎市第二中學高三物理一輪復習 第3節(jié) 功率課件
