7．3 功率

7．3 功率 【学习目标】 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P=W/t进行有关计算；理解额定功率和实际功率的概念。 2.了解平均功率和瞬时功率的含义；根据功率的定义推导P=Fv，并能用于分析、计算和解释现象。能够叙述能量守恒的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题；认识建立能量守恒的重大意义。 3.能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系。 4.通过各种机械的功率的探究和有关功率的测量，认识功率概念在生活中的应用。 【知识准备】 思考与讨论一：在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1吨的货物从地面运到三楼，方式一：搬运工分批搬运，需时间3h。方式二：用一台起重机提升，需时1min 。方式三：用另一台起重机提升，需时30 s。上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题： 1.用不同的方式，对货物所做的功是否相同？ 2.所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？ 3.不同的机器或物体做功有快有慢，怎样比较它们做功的快慢呢 思考与讨论二：设汽车在行驶时发动机功率不变。 1.为什么在平坦的马路上比在十分粗糙的路面上行驶得快 2.为什么在同一路面上不载货比载货时行驶得快 3.为什么汽车上坡的时候，司机必须换低速挡 【新课内容】 一、功率 1．在物理学中做功的快慢用 表示， 跟完成这些功所用 的比值叫做功率。 2．公式： 。 3．功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是 ，简称瓦，符号W，1W= 。 4．功率的理解： (1)是功率的 ，是采用“ ”来定义功率这个物理量的。 （2）在日常生活中，我们经常说某台机械的功率，或某个物体做功的功率，实际上功率是指 。例如：汽车的功率就是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 (3)公式 计算出的功率为t时间内的功率，是一个平均功率，平均功率能粗略地描述力在一段时间内做功的 。 （4）瞬时功率： 。 二、额定功率和实际功率 是指电动机、内燃机等动力机械正常条件下可以长时间工作的功率，实际输出功率往往小于这个数值。但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以让实际功率短时间 额定功率，否则容易损坏机器。 三、功率与速度 某物体在一个大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下，让物体在水平面上以速度v做匀速运动时，则力F对物体功的功率是多大？ 由上面得出的结论可知，当力和物体的运动方向相同时，上式简化为 即：一个力对物体做功的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积。 说明：（1）由于这一公式是由功的公式推导出来的，同样出只能计算恒力做功的功率；在力与运动方向相同的情况下，简化为，使用时也应满足力的方向和运动方向相同这一条件。 （2）在公式中，若v是物体的 ，P就是对应时间t内的 ，若v是物体的瞬时速度，P就是对应这一时刻的 。 （3）在交通工具中，发动机的 就是发动机提供的牵引力的功率。 四、汽车的两种起动模式 当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有 种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fυ和F-f=ma。 1.恒定功率的加速。由公式P=Fυ和F-f=ma知，由于 恒定，随着 的增大， 必将减小，a也必将 ，汽车做 ，直到F=f，a=0，这时υ达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。 2.恒定牵引力的加速。由公式P=Fυ和F-f=ma知，由于 恒定，所以 恒定，汽车做匀加速运动，而随着 的增大， 也将不断增大，直到 达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见以恒定牵引力加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。 要注意两种 ... ...