功率公開課最終版

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解功率的概念，知道平均功率和瞬時功率理解功率的概念，知道平均功率和瞬時功率2.掌握平均功率和瞬時功率的計(jì)算方法掌握平均功率和瞬時功率的計(jì)算方法3.知道機(jī)械的額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別知道機(jī)械的額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.平均功率和瞬時功率的計(jì)算方法平均功率和瞬時功率的計(jì)算方法2.機(jī)車兩種方式啟動問題的求解機(jī)車兩種方式啟動問題的求解復(fù) 習(xí)：cosFlW 一、功的概念一、功的概念： 如果一個物體受到如果一個物體受到力的作用力的作用，且物體，且物體在力的方在力的方向上發(fā)生一段位移向上發(fā)生一段位移，這個力對物體做了功。，這個力對物體做了功。二、功的計(jì)算式：二

2、、功的計(jì)算式：三、各種三、各種能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化需要靠力做功來實(shí)現(xiàn)需要靠力做功來實(shí)現(xiàn)一臺耕地機(jī)一天一臺耕地機(jī)一天能耕地能耕地約約20畝畝田地田地一頭牛一天一頭牛一天能耕地能耕地五畝五畝田地田地誰做的功快誰做的功快?一部收割機(jī)一天一部收割機(jī)一天能收割能收割數(shù)十畝數(shù)十畝水水稻稻一個農(nóng)民一天一個農(nóng)民一天能收割能收割一畝一畝水水稻稻誰做的功快誰做的功快?誰做的功快誰做的功快?老農(nóng)挑水老農(nóng)挑水抽水機(jī)抽水抽水機(jī)抽水WPt2.功率的單位功率的單位:瓦特（瓦特（W）3110kWW1.物理意義：表示力對物體做功快慢的物物理意義：表示力對物體做功快慢的物理量。理量。 (單位時間做功的多少單位時間做功的多少)一、

3、功率：一、功率： 力對物體做的功力對物體做的功W W跟完成這些功所用時跟完成這些功所用時間間t t的比值叫功率的比值叫功率定義式：定義式：SJW114.功功率的另一表達(dá)式率的另一表達(dá)式v v可以是瞬時速度可以是瞬時速度, ,也可以是平均速度大小也可以是平均速度大小是是F F與與v v方向的夾角方向的夾角cosWPtWFLacosFLaPtLvtaFvPcos 3.P=W/t求出來的是力在一段時間內(nèi)做功的求出來的是力在一段時間內(nèi)做功的平均快慢程度，即平均功率。平均快慢程度，即平均功率。FVP 時當(dāng)001.平均功率：描述在平均功率：描述在一段時間內(nèi)一段時間內(nèi)做功的做功的 平均快慢平均快慢2.瞬時功

4、率：表示在瞬時功率：表示在某一時刻某一時刻做功的快慢做功的快慢二、平均功率和瞬時功率二、平均功率和瞬時功率求平均功率求瞬時功率tWPcosvFPcosFvP （V是平均速度）是平均速度）（v是瞬時速度）是瞬時速度）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，的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動時間在光滑的水平面上從靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動時間t=3s，求：求：（1）力）力F在在t=3s內(nèi)內(nèi)對物體做的對物體做的功功；（2）力）力F在在t=3s內(nèi)內(nèi)對物體做功的對物體做功的平均功率平均功率；（3）力）力F在在3s末末對物體做功的對物體做功的瞬時功率瞬時功率。解解: :已知

5、已知m=3kg,F=6N,vm=3kg,F=6N,v0 0=0,t=3s=0,t=3s a=F/m= a=F/m=2m/s2m/s2 2 ;s=v ;s=v0 0t+1/2att+1/2at2 2= =9m9m,v,vt t=v=v0 0+at=+at=6m/s6m/s(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P1 1=FV=FVt t=36W=36W三三.額額定功率和實(shí)際功率定功率和實(shí)際功率1.額定功率額定功率:2.實(shí)際功率實(shí)際功率: 實(shí)際功率實(shí)際功率應(yīng)小于應(yīng)小于或等于或等于額定功率額定功率, 不不能長時間大能長時間大于于額定額

6、定功率功率,否則會損壞機(jī)否則會損壞機(jī)器器,應(yīng)盡量避免應(yīng)盡量避免機(jī)械或用電器正常工作狀態(tài)下所機(jī)械或用電器正常工作狀態(tài)下所能輸出的最大功率叫額定功率能輸出的最大功率叫額定功率機(jī)器工作時實(shí)際輸出的功率機(jī)器工作時實(shí)際輸出的功率也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。說 明：1.在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實(shí)際上是指或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個力對物體某個力對物體做功的功率。做功的功率。例如：例如：汽車發(fā)動機(jī)的功率就是汽車牽引力的功率汽車發(fā)動機(jī)的功率就是汽車牽引力的功率起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功起重機(jī)吊起

7、貨物的功率就是鋼繩拉力的功 率率 高 中 物 理 （ 必修2 ） 2.2.功率和機(jī)械效率區(qū)別功率和機(jī)械效率區(qū)別 功率是描述物體做功快慢程度的物理量WPtPFv機(jī)械效率是描述機(jī)械做功時有效利用率的物理量100%WW有用總vP = F v汽車加速運(yùn)動的情況有兩種：汽車加速運(yùn)動的情況有兩種：1、以、以額定功率額定功率P額額啟動啟動;2、在、在恒定的牽引力恒定的牽引力F作用下勻作用下勻加速啟動加速啟動。以額定功率以額定功率P額額啟動啟動vvPF額牽mfFa阻牽fPvafFm額牽0vvPF額牽mfFa阻牽以額定功率以額定功率P額額啟動啟動練習(xí)、練習(xí)、靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率靜止的列車在平直軌道

8、上以恒定的功率起動，在開始的一小段時間內(nèi)，列車的運(yùn)動狀起動，在開始的一小段時間內(nèi)，列車的運(yùn)動狀態(tài)是（態(tài)是（ ） A、列車做勻加速直線運(yùn)動、列車做勻加速直線運(yùn)動 B、列車的速度和加速度均不斷增加、列車的速度和加速度均不斷增加 C、列車的速度增大，加速度減小、列車的速度增大，加速度減小 D、列車做勻速運(yùn)動、列車做勻速運(yùn)動 例：例：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，汽車的質(zhì)量為，汽車的質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，倍，g=10m/s2。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后:汽車所能達(dá)到的

9、最大速度是多大？汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的速度為當(dāng)汽車的速度為5m/s時加速度多大？時加速度多大？當(dāng)汽車的加速度為當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時速度多大？時速度多大？mafF牽1、沒有達(dá)到最大速度時，有瞬時加速度。、沒有達(dá)到最大速度時，有瞬時加速度。fPFPvm額牽額2、達(dá)到最大速度時，、達(dá)到最大速度時，a=0 F牽牽-f=0 注意：發(fā)動機(jī)的功率指注意：發(fā)動機(jī)的功率指牽引力的功率牽引力的功率而不是指合而不是指合外力或阻力的功率。外力或阻力的功率。汽車的兩種運(yùn)動狀態(tài)汽車的兩種運(yùn)動狀態(tài)vPF額牽加速度加速度a a一定一定速度速度v vv=at牽引力牽引力不變不變達(dá)到最大達(dá)到最大速度速度v

10、m變加速直線運(yùn)動變加速直線運(yùn)動功率功率P PPf 以恒定的牽引力以恒定的牽引力F F啟動啟動2、當(dāng)當(dāng)F=f時時速度最大速度最大1、先先勻加速勻加速再再變加速變加速最后最后勻速勻速例例2：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，汽車的質(zhì)量為，汽車的質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，倍，g=10m/s2。若汽車從靜止開始，保持以若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加的加速度做勻加速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時間？速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時間？ 汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？汽車所能達(dá)到的最大速度是多大

11、？mafF牽vFP牽額atv 問題討論：問題討論：機(jī)車起動機(jī)車起動2、機(jī)車以恒定加速度的起動過程、機(jī)車以恒定加速度的起動過程vt01vmv1ta2t0t1階段，機(jī)車勻加速Ffmav 增大P 增大t1時刻，機(jī)車達(dá)額定功率1mPvvfmat1 t2階段，機(jī)車以額定功率繼續(xù)加速，同情況1v 增大，F(xiàn)減小，一直到a = 0v vt t 第一種情況：第一種情況： 汽車以汽車以恒定功率恒定功率啟動啟動 第第二二種情況：種情況： 汽車以汽車以恒定加速度恒定加速度啟動啟動 v vmm共同點(diǎn)共同點(diǎn):當(dāng)當(dāng)F牽牽=f阻阻,a=0,汽車做勻速直線運(yùn)動汽車做勻速直線運(yùn)動時時,V到達(dá)最大值到達(dá)最大值,P=P額額 當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)的功率一定時，根據(jù)當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)的功率一定時，根據(jù)P=FvP=Fv知，牽引力與速度成反比，所以通過知，牽引力與速度成反比，所以通過減小速度來增大牽引力，使汽車能順利上減小速度來增大牽引力，使汽車能順利上坡。坡。 1 1、汽車上坡時，司機(jī)一般要、汽車上坡時，司機(jī)一般要“換擋換擋”減小車速，使汽車以較小的速度爬坡，