(上課用)功率

1、如何描述物體做功的快慢如何描述物體做功的快慢功功 率率1 1）兩種耕地方式有何不同？?jī)煞N耕地方式有何不同？做功的做功的快慢快慢不同不同2 2）相同的時(shí)間內(nèi)哪種耕地方式耕的地多？相同的時(shí)間內(nèi)哪種耕地方式耕的地多？拖拉機(jī)拖拉機(jī)一一、功率、功率WPt （定義式）（定義式）單位時(shí)間單位時(shí)間內(nèi)做功的多少內(nèi)做功的多少功率是描述做功快慢的物理量。功率是描述做功快慢的物理量。3公式：公式：4單位：瓦特單位：瓦特 1W1J/S 千瓦千瓦, 1KW=1000W1功率的定義：功率的定義：2物理意義：物理意義：二二、功率與速度的關(guān)系：、功率與速度的關(guān)系： P=Fvcos (為為F、v夾角夾角)1）P、F、v三者相互制

2、三者相互制 約的關(guān)系。約的關(guān)系。2）v可取平均速度，也可是瞬時(shí)速度可取平均速度，也可是瞬時(shí)速度3）在算牽引力功率時(shí)）在算牽引力功率時(shí)=0下一頁(yè)下一頁(yè)功率與速度的關(guān)系功率與速度的關(guān)系推導(dǎo)推導(dǎo)： WPt cosFLPt Lvt 又又有有FLF 所做的功為所做的功為:W=FLcosP=Fvcos (為為F、v夾角夾角)上一頁(yè)上一頁(yè)1、平均平均功率：功率：平均功率：平均功率：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)一段時(shí)間一段時(shí)間或或一個(gè)過(guò)程一個(gè)過(guò)程 2、瞬時(shí)瞬時(shí)功率：功率： P = F vcos表示在表示在一段時(shí)間內(nèi)一段時(shí)間內(nèi)力做功的力做功的平均快慢平均快慢.計(jì)算：計(jì)算：表示在表示在某一時(shí)刻某一時(shí)刻力對(duì)物體做功的力對(duì)物體做功的快慢

3、快慢計(jì)算：計(jì)算： 1WPt cosPFv 2 2) )（v:瞬時(shí)瞬時(shí)速度）速度）（ :平均速度，平均速度，F(xiàn):恒力恒力）v三、三、平均功率平均功率和和瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 ：瞬時(shí)功率：瞬時(shí)功率：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)刻一個(gè)時(shí)刻或或一個(gè)位置一個(gè)位置注：注：請(qǐng)思考：公式請(qǐng)思考：公式P=FV中，中，那么請(qǐng)?jiān)偎伎迹耗敲凑?qǐng)?jiān)偎伎迹?、?dāng)汽車以、當(dāng)汽車以恒定功率恒定功率上坡時(shí)，司機(jī)常用上坡時(shí)，司機(jī)常用換低檔換低檔的方法的方法來(lái)減小速度來(lái)減小速度，為什么？，為什么？、汽車上坡時(shí)，要、汽車上坡時(shí)，要保持速度不變保持速度不變，就必須，就必須加大油門加大油門，為什么？為什么？、起重機(jī)在豎直方向、起重機(jī)在豎直方向勻速吊起勻速吊起

4、某一重物時(shí)，為什么發(fā)某一重物時(shí)，為什么發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)機(jī)的輸出功率輸出功率越大，吊起的越大，吊起的速度就越大速度就越大？F與與v成反比成反比P與與v成正比成正比 F與與P成正比成正比與與有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？2、當(dāng)、當(dāng)一定一定，與與有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？3、當(dāng)、當(dāng)一定一定，與與有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？PFv 一一 定定PvF 一一定定PFv 一一 定定1、當(dāng)、當(dāng)一定一定，1、機(jī)車功率機(jī)車功率：指指牽引力功率牽引力功率，并非合力功率。，并非合力功率。 2、額定功率額定功率P額額：指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，：指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，即銘牌上的標(biāo)稱值。即銘牌上的標(biāo)稱值。 3、實(shí)際功率、實(shí)

5、際功率P實(shí)實(shí)：是指機(jī)器工作時(shí)實(shí)際輸出功率。：是指機(jī)器工作時(shí)實(shí)際輸出功率。 故有：故有：P實(shí)實(shí)P額額。 注：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的注：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際功率，可以大于額定功率但不實(shí)際功率，可以大于額定功率但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)。能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)。 四、四、幾個(gè)常識(shí)性的概念：幾個(gè)常識(shí)性的概念：東風(fēng)雪鐵龍牌東風(fēng)雪鐵龍牌 凱旋銘牌圖片凱旋銘牌圖片1、關(guān)于功率以下說(shuō)法中正確的是、關(guān)于功率以下說(shuō)法中正確的是( )A、根據(jù)、根據(jù) 可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大?？芍?，機(jī)器做功越多，其功率就越大。B、根據(jù)、根據(jù)P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比?？芍嚑恳σ欢ㄅc速度成反比。C、根據(jù)、根據(jù) 可知，只要知道時(shí)間可知，

6、只要知道時(shí)間t內(nèi)機(jī)器所做的功，就內(nèi)機(jī)器所做的功，就可以求出這段時(shí)可以求出這段時(shí) 間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率。間內(nèi)任一時(shí)刻機(jī)器做功的功率。D、根據(jù)、根據(jù)P=Fv可知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，汽車牽引力可知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，汽車牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比。與運(yùn)動(dòng)速度成反比。WPt WPt D課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、物體、物體A、B質(zhì)量相同，質(zhì)量相同，A放在光滑的水平面上，放在光滑的水平面上，B放在放在粗糙的水平面上，在相同的力粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由靜止開(kāi)始都作用下，由靜止開(kāi)始都通過(guò)了相同的位移通過(guò)了相同的位移L ( ) A力力F對(duì)對(duì)A做功較多，做功的平均功率也較大做功較多，做功的平均功

7、率也較大 B力力F對(duì)對(duì)B做功較多，做功的平均功率也較大做功較多，做功的平均功率也較大 C力力F對(duì)對(duì)A、B做的功和做功的平均功率都相同做的功和做功的平均功率都相同 D力力F對(duì)對(duì)A、B做功相等，但對(duì)做功相等，但對(duì)A做功的平均功率較大做功的平均功率較大 FA 光滑光滑F(xiàn)B 粗糙粗糙DWFL分析：分析：WA=WBF、L相同相同WPt L相同，相同，t光光PB課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)3、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的物體從傾角為的物體從傾角為的光滑斜面頂端由靜止滑下，的光滑斜面頂端由靜止滑下，滑到斜面底端時(shí)的速度為滑到斜面底端時(shí)的速度為v，求求:此時(shí)此時(shí)重力的重力的功率功率。0cos(90)Pmgv VF1

8、F2法法1：P=mgVcos(90-) 法法2：將：將mg分解為沿速度方向和垂分解為沿速度方向和垂直于速度方向兩個(gè)分力：直于速度方向兩個(gè)分力： mgFNVFN=mgvsin F1=mg sin 所以所以P= F1 V= mg v sin mg拓展：求全過(guò)程的平均功率：拓展：求全過(guò)程的平均功率：02vv 1sin2Pmgv F2=mg cos 4、船在河中行駛，如船受到的阻力與船的速率的平方成、船在河中行駛，如船受到的阻力與船的速率的平方成正比，當(dāng)船以正比，當(dāng)船以v勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為P，當(dāng)船，當(dāng)船以以v/2勻速行駛時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率是（勻速行駛時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)

9、輸出功率是（ ） A.P/8 B.P/4 C.P/2 D.PA課堂練習(xí)課堂練習(xí)分析分析：2Ffkv v勻速行駛勻速行駛PFv 3, Pkv 所所 以以當(dāng)當(dāng)v1=v/2時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)v2=2v時(shí)，時(shí)，拓展：拓展：P1=k(v/2)3FfP2=k(2v)3=8P小結(jié)小結(jié)5、汽車質(zhì)量、汽車質(zhì)量m，輸出功率，輸出功率P，勻速上、下坡阻力均為，勻速上、下坡阻力均為f，求：求：1）上坡時(shí)的牽引力）上坡時(shí)的牽引力F1和速度和速度v1 2）下坡時(shí)的牽引力）下坡時(shí)的牽引力F2和速度和速度v2課堂練習(xí)課堂練習(xí)小結(jié)小結(jié)1)F1=f + mgsin11sinPPvFfmg 2)F2=f - mgsin22sinPPvF

10、fmg 6、一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的木塊的木塊靜止靜止在在光滑光滑水平面上，從水平面上，從 t=0開(kāi)始，開(kāi)始，將一個(gè)大小為將一個(gè)大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在的水平恒力作用在該木塊上，在 t=t1時(shí)時(shí)刻力刻力F的功率是：的功率是：( )。21A.2F tm221B.2F tm21C.F tm221D.F tmC求求:在在 0 t1內(nèi)力內(nèi)力F的功率的功率小結(jié)小結(jié)分析：分析：W=Fh F 牛頓第二定律牛頓第二定律212hat P Wt P Fv 牛頓第二定律牛頓第二定律 F 2vv 求末速度求末速度v2 v2ah 思路思路1思路思路27.質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體在豎直向上的拉力作用下以的物體在豎直向

11、上的拉力作用下以加速度加速度a由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體上升上升h高度的過(guò)程中，高度的過(guò)程中，拉力的拉力的平均功率為多少平均功率為多少？ 1=22Pm gaah 小結(jié)小結(jié)8、起重機(jī)在起重機(jī)在4s內(nèi)將內(nèi)將2000Kg重的水泥預(yù)制件吊起重的水泥預(yù)制件吊起9.6m。1）若是勻速上升的，求起重機(jī)的功率；）若是勻速上升的，求起重機(jī)的功率； 2）若是從靜止開(kāi)始勻加速上升的，求起重機(jī)的平均）若是從靜止開(kāi)始勻加速上升的，求起重機(jī)的平均功率和最大功率。功率和最大功率。 1）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)， )(106 .198 . 920004NmgGF)(1070. 446 . 91096. 14

12、4WtSFtWP)(4 . 246 . 9smtSv平均功率為平均功率為: )(1028. 54 . 2102 . 244WvFP)(1006. 142 . 1102 . 254WatFFvPmm)(102 . 2) 2 . 18 . 9 (2000)(4NagmmamgFmamgF)(2 .146 .922,212222smtSaatS 2）勻加速上升時(shí)，）勻加速上升時(shí)， 小結(jié)：小結(jié)： 1、功率概念功率概念(與功區(qū)別聯(lián)系與功區(qū)別聯(lián)系)定義式：定義式：?jiǎn)挝唬和咛貑挝唬和咛?W) 2、平均功率平均功率和和瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率： (2)瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率:(1)平均功率：平均功率：P實(shí)實(shí)P額額3、額定功

13、率額定功率P額額和和實(shí)際功率實(shí)際功率P實(shí)實(shí)4、P、F、v相互制約的關(guān)系相互制約的關(guān)系。 1WPt cosPF v 2 2) )P = F vcosWPt 課堂練習(xí)課堂練習(xí)6質(zhì)量質(zhì)量m5103kg的汽車，其額定功率的汽車，其額定功率P6.0104W，該車在水平路面上做直線運(yùn)動(dòng)，阻力是車重的該車在水平路面上做直線運(yùn)動(dòng)，阻力是車重的0.1倍，倍，g取取10m/s2，求，求： 1）汽車保持）汽車保持額定功率額定功率從靜止起動(dòng)后達(dá)到的從靜止起動(dòng)后達(dá)到的最大速度最大速度。 2）若汽車從靜止開(kāi)始且保持以）若汽車從靜止開(kāi)始且保持以a0.5m/s2的加速度的加速度做勻做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多久？加速直

14、線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多久？436 10m/s=8m/s7.5 10 解解：1)勻速行駛時(shí)，勻速行駛時(shí)，F(xiàn)=f=0.1mg=5103N由由P=Fv=fv，得，得:436 10m/s=12m/s5 10mPvf Ffv勻速勻速行駛行駛2)勻加速行駛時(shí)，勻加速行駛時(shí)，F(xiàn)f=maF=f+ma=7.5103NtPvF tvta 28m/s=16s0.5m/s分析分析1分析分析2五五、機(jī)動(dòng)車輛的兩種啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的兩種啟動(dòng)1 以恒定以恒定 P 啟動(dòng)啟動(dòng)vPFv 定定速速度度保持保持vm勻速勻速Ffam 0maFfPvvf 定定當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí), ,即即達(dá)達(dá)到到最最大大a 的的變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)m

15、Pvf 定定返回返回 v-t圖圖 P-t圖圖 F-t圖圖牽引力做功牽引力做功: W=P t最大速度最大速度:1)求求: 2) 識(shí)三圖識(shí)三圖:2 2以恒定牽引力以恒定牽引力啟動(dòng)（啟動(dòng)（F 恒恒定）定）Ffama 恒恒即即 一一定定PFvFfam 額額0PPFfamv額額當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)還還要要增增大大= =- -= = PF vPv 恒恒即即 隨隨 的的增增大大而而增增大大a 的的加速運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)tPPvFfm a 額額額額牽牽=0 maFfPvf 額額當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) mPvf 額額勻加速末速度勻加速末速度:勻加速時(shí)間勻加速時(shí)間:tvta 1)求求: v-t圖圖 P-t圖

16、圖 F-t圖圖2) 識(shí)三圖識(shí)三圖:勻加速時(shí)牽引力做功勻加速時(shí)牽引力做功:W=F l最大速度最大速度:練習(xí)：練習(xí)：質(zhì)量是質(zhì)量是2000kg、額定功率為、額定功率為80kW的汽車，在平的汽車，在平直公路上行駛的最大速度為直公路上行駛的最大速度為20m/s。若汽車從靜止開(kāi)始。若汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，若阻力不變。，若阻力不變。求求：1）汽車所受阻力的大小。汽車所受阻力的大小。380 101)N=4000N20mPfFv 定定t2 )PvF 額額牽牽Pfm a 額額10m/stvta 5s 3)()PF vfmaat 牽牽44.8 10 W

17、 4)Pfmav 額額20.5m/sa 215)()2WF lfmaat 牽牽251(40002000 2)2 5 J=2 10 J2 2）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。3） 3s末汽車的瞬時(shí)功率。末汽車的瞬時(shí)功率。 4）汽車速度為）汽車速度為16m/s時(shí)的加速度。時(shí)的加速度。5）汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。）汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。10s 練習(xí)練習(xí)、汽車質(zhì)量、汽車質(zhì)量m，輸出功率，輸出功率P，勻速上、下坡阻力均為，勻速上、下坡阻力均為f，求：求：1）上坡時(shí)的牽引力）上坡時(shí)的牽引力F1和速度和速度v1 2）下坡時(shí)的牽引力）下坡時(shí)的牽引力F2和速度和速度v2課

18、堂練習(xí)課堂練習(xí)小結(jié)小結(jié)1)F1=f + mgsin11sinPPvFfmg 2)F2=f - mgsin22sinPPvFfmg 2質(zhì)量質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力的物體，在水平力F=6N的作用下，在光的作用下，在光滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=3s。求：。求： (1)力力F在在t=3s內(nèi)對(duì)物體所做的功。內(nèi)對(duì)物體所做的功。 (2)力力F在在t=3s內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率。內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率。 (3)在在3s末，力末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例2：一質(zhì)量為一質(zhì)量為2kg的物體從的物體從45m高處自

19、由下落高處自由下落 求：求：（1）前）前2s內(nèi)重力的功率內(nèi)重力的功率（2）第）第2s末重力的功率末重力的功率（3）第）第2s內(nèi)重力的功率內(nèi)重力的功率拓展：拓展：若該物體從傾角為若該物體從傾角為37的固定光滑斜面頂端的固定光滑斜面頂端自由滑下，斜面高為自由滑下，斜面高為20m，求物體滑到斜面低端時(shí)重，求物體滑到斜面低端時(shí)重力的功率。力的功率。3、汽車質(zhì)量、汽車質(zhì)量m，輸出功率，輸出功率P，勻速上、下坡阻力均為，勻速上、下坡阻力均為f，求：，求：（1）上坡時(shí)的速度）上坡時(shí)的速度v1和牽引力和牽引力F1（2）下坡時(shí)的速度）下坡時(shí)的速度v2和牽引力和牽引力F2課堂練習(xí)課堂練習(xí)n例例4如圖所示，物體由靜

20、止開(kāi)始沿傾角為如圖所示，物體由靜止開(kāi)始沿傾角為的光滑斜面下滑，的光滑斜面下滑，m、H已知，求：已知，求：（1）物體滑到底端過(guò)程中重力的功率。）物體滑到底端過(guò)程中重力的功率。（2）物體滑到斜面底端時(shí)重力的功率。）物體滑到斜面底端時(shí)重力的功率。gHmggHmg2sin22/2sin1）（）（n例例5質(zhì)量為質(zhì)量為2kg的物體，從長(zhǎng)為的物體，從長(zhǎng)為6.6m的斜面的斜面頂端由靜止下滑，斜面傾角為頂端由靜止下滑，斜面傾角為30，物體與斜，物體與斜面，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因素為面，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因素為0.2。求：。求：（1）物體從頂端滑到底端過(guò)程中，重力做功的）物體從頂端滑到底端過(guò)程中，重力做功的功率

21、。功率。（2）滑到底端時(shí)，物體所受重力的瞬時(shí)功率。）滑到底端時(shí)，物體所受重力的瞬時(shí)功率。33W, 66W機(jī)動(dòng)車輛的兩種起動(dòng)過(guò)程分析機(jī)動(dòng)車輛的兩種起動(dòng)過(guò)程分析1P恒定，變加速運(yùn)動(dòng)恒定，變加速運(yùn)動(dòng)vPFv 定定速速度度保持保持vm勻速勻速Ffam 0maFfPvvf 定定當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí), ,即即達(dá)達(dá)到到最最大大變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)a 勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)fF=ffFv0= 0mPvf 定定最最大大返回返回2以恒定牽引力起動(dòng)（以恒定牽引力起動(dòng)（F恒恒）Ffama 恒恒即即 一一定定PFvFfam 額額0PPFfamv額額當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)還還要要增增大大= =- -= = PF vPv 恒恒即即 隨隨 的的增增大大而而增增大大變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)fffFF=fF1A B C vA= 0vC= vmBPvF 額額恒恒=0 maFfPvf 額額當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 6.質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體在豎直向上的拉力作用下以的物體在豎直向上的拉力作用下以加速度加速度a由由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體上升上升h高度的過(guò)程中，拉力的高度的過(guò)程中，拉力的平均功率為多少平均功率為多少？法法1：解：由牛頓第二定律：解：由牛頓第二定律： F-mg=ma F=