1.2 功率 课件（共27张PPT）

1.2　功率 学习目标 1. 理解功率的概念。 2. 了解平均功率和瞬时功率的含义。 3. 比较并理解P=Wt和P＝Fv ，能根据情况选择合适的公式解决实际问题。 ? 新课导入 经常登山的同学会熟悉挑山工和缆车，假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶，两者对货物做的功相同吗？做功的功率相同吗？ 提示：两者对货物做的功都等于克服重力做的功，由于将相同的货物运往相同高度的山顶，两者做相同的功。 1.定义：力对物体做的功W与所用时间t的比值叫功率。 2.公式：P=Wt（比值定义法） 3.单位：国际单位 ：瓦特（W） 1 kW=1000 W 4.含义：描述力对物体做功的快慢。 5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。 ? 一、功率的定义 额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 二、额定功率与实际功率 1.机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 2.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 3.一些机械的功率 例1.发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW ，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N，求： (1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度？ (2)假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？ 解析： (1)汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F=f=1800 N 由于 P＝F v ，所以额定功率下的速度为： v= PF ≈33.3 m/s=120 km/h (2) 当汽车以速度 v = 54 km/h = 15 m/s 行驶时，有： 输出功率P＝Fv =27kW 答案： (1) 120 km/h (2) 27kW ? 1.功率与速度关系式：P＝Fv(F与v方向相同) 2.推导： 功率的定义式： P=Wt 功的计算式： W＝Fs ＝Fscos α P＝Fv＝Fvcos α 位移：s ＝vt 3.在P＝Fv中，若v是平均速度，则P是平均功率；若v是瞬时速度，则P是瞬时功率。 ? 三、功率与力、速度的关系 4.瞬时功率表示力在极短时间内对物体做功的快慢程度。 一般情况下： P=Fvcos α 平均功率 瞬时功率 P=Wt ? 例2. 如图所示，质量M为20 kg 的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成 α=37°、大小为 60 N 的力 F 拉着雪橇，沿水平地面从静止开始向右运动，以 a = 0.5 m/s2 的加速度做匀加速直线运动。已知雪橇的质量m为 20 kg，cos 37°= 0.8 。求： (1)2 s 内雪橇上各力做的功。 (2)2 s 内拉力 F 做功的平均功率。 解析：(1)2s内雪橇的位移：x= 12 at2 =1m 重力做功为零，支持力做功为零 拉力F做功为：WF=Fx·cos α=48 J 摩擦力f=Fcos α-(m+M)a=28 J 摩擦力f 做功为：Wf= -fx= -28 J (2) 2s内拉力F的平均功率为：P= WFt =24 W 答案：见解析 ? P额：额定功率 P实：实际功率 F：牵引力 v：瞬时速度 f：阻力 要点提升 机车启动两种情况分析求解 物理量 加速度逐渐减小的变加速运动 匀速直线运动 1.以恒定功率启动 对关键时刻和关键位置进行图像分析： vm v t O P t O 功率恒定不变 例3.汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: (1)汽车所能达到的最大速度是多大？ (2)当汽车的速度为5m/s时加速度多大？ (3)当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 解析：(1)阻力 f=0.1×mg=5000N，速度最大时，F=f 此时速度v=PF?=12m/s (2)v=5m/s时，F= Pv?=12000N 根据牛顿第二定律得a=F?fm=1.4m/s2 (3)加速度 a=2m/s2时 牵引力F=ma+f=15000N ... ...