物理必修23.功率图片课件ppt

这是一份物理必修23.功率图片课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了思考与讨论，比值定义法，想一想，观察与思考，合作探究，课堂练习，课后思考，PFv等内容，欢迎下载使用。
下面表格是不同起重机提升货物做功的情况:
问题1: A和B比较谁做功较快。你是怎样比较的？
问题2: A和C比较谁做功较快。你是怎样比较的？
问题3: C和B比较谁做功较快。你是怎样比较的？
B t 相同， W越大，做功越快
C W相同， t 越小，做功越快
C W / t 越大，做功越快
1、物理意义：表示力对物体做功快慢。
4、功率是标量：功率表示做功过程中能量转化的快慢。
瓦特（W）常用单位： kW
2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值
人力直接做功能否像起重机做功那样快？ 汽车做功能否像飞机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？
人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。
这种现象说明了什么呢？
二、额定功率和实际功率
1、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。3、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。
动力系统：8台蒸汽轮机149兆瓦 200000马力续航力：7000海里/18节 3850海里/32节自持力：45天
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：1、汽车的功率就是汽车牵引力的功率2、起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力 的功率
例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2) ①第1s内下落的位移是多少？ ②这1s内重力对物体做多少功？ ③第2s内物体下落的位移是多少？ ④这1s内重力对物体做多少功？ ⑤前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？⑥这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？
P1=50W P2=150W
反思：通过以上的计算，说明了什么问题？
说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上反映了这段时间内力对物体做功的平均快慢。
平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
三、平均功率和瞬时功率
汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？
问题：汽车爬坡的时候，应该速度小点还是大点容易上坡?
　　一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。
　拓展：若物体在水平恒力F作用下作变速运动了一段时间t，则恒力F在时间t内做功的功率又如何呢？若力F与水平成θ角呢？
四、功率与速度的关系
若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率
若 v表示平均速度，则P 表示平均功率
当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv
上式给出P、F、v三者相互制 约的关系。
问题1:有一汽车在行驶过程中牵引力F不断增大，某同学以此为条件，应用P=FV进行如下推导： 根据P=FV，F增大则P增大；又根据V=P/F，P增大则V增大；再根据F=P/V,V增大则F减小。该同学推导的结果与已知条件相矛盾，他错在哪里？ 根据上面的问题利用P=FV讨论：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其功率P、牵引力F和行驶速度V三个量存在何种制约关系？
四、功率与速度 P＝Fv
结论：1、当P 一定时，F 和 v 成反比，即牵引力越大速度越小。（如：汽车上坡）2、当v 一定时， P 和F成正比，但P不能无限增大。（如：汽车从平路到上坡）3、当F 一定时，P 和 v 成正比，但P不能无限增大。 （如：汽车在高速公路上行驶）
在公式P=Fv中，P保持不变时，是否可将作用力无限地减小，以使运动物体的速度无限地增大。你认为在实际中可能做到吗？
匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?
v’=54km/h=15m/s
实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，并非机车的合外力。
问题2 如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角 θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2,求:(1)前2 s内重力做的功。(2)前2 s内重力的平均功率。(3)2 s末重力的瞬时功率。
所以,重力在前2 s内做的功为W=mgsin θ s=2×10×0.6×4 J=48 J。
(3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s。2 s末重力的瞬时功率P=mgsin θv=2×10×0.6×4 W=48 W。答案：(1)48 J　(2)24 W　(3)48 W
2、定义式：
1、物理意义：表示做功快慢的物理量
3、计算式：P = F v csα
该式一般用于求平均功率
4、单位：在国际单位制中 瓦特 W
该式用于求瞬时功率、平均功率
1、关于功率，下列说法中正确的是（ 　）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大
2、关于功率以下说法中正确的是（　　　）A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
3、某人用同一水平恒力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则( ) A. W1=W2，P1=P2 B. W1=W2，P1＞P2 C. W1＞W2，P1＞P2 D. W1＞W2，P1=P2
4．船在河中行驶，如船受到的阻力与船的速率的平方成正比，当船以v匀速行驶时，发动机输出功率为P，当船以v/2匀速行驶时，则发动机输出功率是（ ） A.P/8 B.P/4 C.P/2 D.P
5、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为( ) A. 400W B. 300W C. 500W D. 700W
1、汽车以恒定功率启动时，汽车的速度、牵引力、加速度怎么变化？ 2、汽车以恒定加速度启动时，汽车的速度、功率、牵引力、加速度怎么变化？
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
汽车加速运动的情况有两种：1、以额定功率P额启动;2、在恒定的加速度启动。
结论：在额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度最快。
1、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ） A、列车做匀加速直线运动 B、列车的速度和加速度均不断增加 C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动
例1：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当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。
2、达到最大速度时，a=0
注意：发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。
3、火车在运行中保持额定功率2500kw，火车的总质量是1000t，所受阻力恒定为156000N，（1）火车的加速度是1m/s2，速度是多大？（2）火车的速度是时12m/s，加速度是多少？（3）火车的最大速度是多少？
2、卡车在水平公路上行驶，发动机的输出功率为66 kW，卡车所受阻力随行驶速度而增大，在这个输出功率下卡车以最大速度行驶时的阻力为3.0×103N。求此最大速度。
【答案】vm= 22 m/s
2、当F=f时速度最大
1、先匀加速再变加速最后匀速
机车以恒定加速度启动的v－ t 图
先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。
第一种情况：汽车以恒定功率启动
第二种情况：汽车以恒定加速度启动
共同点：当F牵=f阻，a=0，汽车做匀速直线运动时，V到达最大值，P=P额。
例2：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。
（1）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当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ ③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？