物理人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律1 功与功率一等奖ppt课件

这是一份物理人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律1 功与功率一等奖ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了思考与讨论，甲大于乙，甲比乙快，比值定义法，功率的单位，功率的概念，h15m，w150J，h215m，w2150J等内容，欢迎下载使用。

起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提高了5m。
1、这两个起重机对货物做功的有什么关系？
2、这两个起重机哪一个做功的快？
3、你是怎么比较它们做功快慢的？
时间相同，做的功越多，做功越快
两球同时从不同高度作自由落体运动，如图所示，若m1=0.5kg，m2=10kg，h1=20m，h2=5m，则重力对两球做的功分别为多少?(g=10m/s2)
如何来比较做功的快慢?
1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。
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
【例】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
思考：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，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
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
二、平均功率和瞬时功率
　　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。
若力F与水平成θ角呢？
三、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
对于公式 P = F v1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv
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？
奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？
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。
人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间只是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5Km的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动。
这种现象说明了什么呢？
四、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。
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。
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
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？为什么？
匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
【例】某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行行驶的速度.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
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。
2. 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
3．起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10 m/s2，则在1 s内起重机对货物所做的功是(　　) A．500 J B．4 500 J C．5 000 J D．5 500 J
4. 质量为2kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s，求5s内拉力对物体所做的功是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉力的瞬时功率各是多少？
600 J 120 W 240 W
A.保持不变 B.不断变大C.不断变小 D.先变大，后变小
类型1：机车以恒定功率 P 启动
当F=F阻时，a＝0 ，v达到最大
加速度逐渐减小的变加速直线运动
机车以恒定功率启动的v－ t 图
先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。
【例】质量为m=5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍.让车保持额定功率为60 kW,从静止开始行驶，求（g取10 m/s2）：（1）汽车达到的最大速度vmax;（2）汽车车速v1=2 m/s时的加速度.
答案：12m/s； 5m/s2
【例】列车在恒定功率的机车牵引下，从车站出发沿平直轨道行驶10 min，速度达到108 km/h的最大速度，那么这段时间内列车行驶的距离（ ） A.等于18 km B.等于9 km C.一定小于9 km D.一定大于9 km，小于18 km
类型2：机车以恒定加速度 a 启动
当F= F阻时，a＝0 ，v达到最大
当P= P额时，保持P额继续加速
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。
【例】质量为m=4.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为P=40 kW，汽车从静止开始以a=0.5 m/s2的加速度行驶，所受阻力F阻=2.0×103 N，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？
【答案】20 s 20 m/s
【例】一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v—t图象如图所示.已知汽车的质量为m=2000 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则（ ）A.汽车在前5 s内的牵引力为4000 NB.汽车在前5 s内的牵引力为6000NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s
【例】质量为m的汽车，其发动机的额定功率是P.当它匀速沿倾角θ的盘山公路(实为斜面)向山顶行驶时，受到的摩擦阻力为车重的k倍．那么，该汽车行驶的最大速度vm应是 (　　)
解析：当F＝kmg＋mgsinθ时，速度最大为vm，又额定功率P＝Fvm，则有vm＝ C项正确．