高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率图文课件ppt

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体重相同的甲、乙两位同学爬楼梯，在30秒内甲爬到了3层，乙爬到了2层。谁克服重力做功更快？
体重相同的丙、丁两位同学爬楼梯，丙爬到5层用了40秒，丁爬到5层用了60秒。谁克服重力做功更快？
当甲乙丙丁四人体重相同时，这四人谁克服重力做功更快？
回顾速度、加速度的定义
定义：从开始计时到时刻 t 这段时间内，力做的功为W ，则功W 与完成这些功所用时间 t 之比叫作功率
单位：瓦特，简称瓦，符号是 W。1 W ＝ 1 J/s 千瓦，符号是 kW。 1 kW ＝ 1 000 W
二.平均功率和瞬时功率
平均功率
例题1m=1kg的物体做自由落体运动，开始下落的位置距离地面足够高，在物体自由下落1s的过程中，分别求重力在0~1s，0.5~1s，0.75~1s，0.9~1s和0.99~1s的平均功率。 (g=10m/s2)
思考：哪个平均功率更接近1s末重力的瞬时功率？
∴ P0.99-1更接近P1
例题2质量m=1kg的物体，以v0=10m/s做平抛运动，抛出点距离地面足够高。求1s末重力的瞬时功率和1s内重力的平均功率(g=10m/s2)
三.额定功率和实际功率
额定功率：机器正常工作时所能输出的最大功率。
实际功率：机器工作时实际输出的功率。
例题3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60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。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？
汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力
由于P＝Fv，所以额定功率下的速度
当汽车以速度v’＝ 54 km/h ＝ 15 m/s 行驶时，有 P’＝Fv’＝ 1800×15 W ＝ 27 kW
汽车以额定功率匀速行驶时的速度为 120 km/h。汽车以54 km/h 的速度行驶时，发动机输出的实际功率为 27 kW。
汽车发动机的输出功率 P 一定时，牵引力 F 与速度v 成反比。
发动机输出的功率不能无限制地增大，所以汽车上坡时司机要用“换挡” 的办法减小速度v ，来得到较大的牵引力F 。
上坡油门最大12km/h
平路油门较小12km/h
平路油门最大29km/h
思考：电动车上坡时和在平路上以相同时速行驶，为什么上坡时油门要拧到底而平路上油门可以拧到较小处？为什么电动车上坡时的最大速度比平路上的最大速度要小？
上坡最大油门12km/h
v相同时，F越大，P越大
P相同时，F越大，v越小
四.汽车的两种启动方式
1.汽车以恒定的功率启动汽车质量为m，以不大于额定功率Pe的恒定的功率P沿直线从静止开始加速运动，运动过程中受到的阻力f 恒定，在汽车从静止加速到最大速度的过程中，牵引力F、 速度v和加速度a 分别随时间怎样变化？
汽车做加速度减小的加速运动
当F减小到F=f 时，a=0，汽车做匀速直线运动，此时汽车达到最大速度
如果汽车以最大功率Pe 启动，则最大速度
2.汽车以恒定的牵引力启动汽车质量为m，以恒定的牵引力F 沿直线从静止开始加速运动，运动过程中受到的阻力f 恒定，在汽车从静止加速到最大速度的过程中，汽车速度v、加速度a和汽车功率（假设不超过额定功率）分别随时间怎样变化？
当汽车牵引力的功率P增大到额定功率Pe后，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，速度达到
汽车以恒定的牵引力启动 阶段①
当F’ 减小到F’=f 时，a=0，汽车做匀速直线运动，此时汽车达到最大速度
汽车以恒定的牵引力启动 阶段②
例题4汽车的质量为 1t，发动机额定功率为 120kW。在平直公路上行驶的最大速度为 60 m/s。若汽车以恒定牵引力从静止启动，沿直线运动，加速度大小为4m/s2，运动过程中汽车受到的阻力大小不变。 求：（1）汽车受到的阻力大小 （2）2s末汽车牵引力做功的瞬时功率 （3）汽车做匀加速直线运动的时间
若2s末汽车处于匀加速直线运动阶段
所以2s末汽车处于匀加速直线运动阶段