高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率授课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率授课ppt课件，共19页。PPT课件主要包含了问题导入，拖拉机耕地比牛快得多，W＝1Js，kW1000W，P＝vFcosα，P＝Fvcosα，P＝Fvcosa，求平均功率，v是平均速度，求瞬时功率等内容，欢迎下载使用。

不同物体做相同的功，所用的时间往往不同，也就是说，做功的快慢并不相同。
描述运动的快慢就用位移除以时间
描述速度变化的快慢就用速度除以时间
定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
①物理意义：描述力对物体做功的快慢。
②单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是 W
③功率是标量，且无负值。
　　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，在这段时间t 内恒力F 做功的功率多大?
一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率, 等于这个力与物体速度的乘积。
思考：当力F 和位移l之间有一夹角α时，如何表示功率？
若v表示平均速度，则P表示平均功率
若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率
例如：重100N的物体做自由落体运动，在第1s内，重力的平均功率是多少？在1s末的瞬时功率呢？（g=10m/s2)
v瞬=gt=10m/s
从P = Fv可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。你认为应该怎样增大它们的牵引力呢？
从P＝Fv可以看出，汽车当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
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，来得到较大的牵引力。
不过，在发动机功率一定时，通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发动机的原因。
课本例题：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1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54 km/h，发动机输出的实际功率是多少?
分析：①发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能发出的最大功率。实际功率不一定总等于额定功率，大多数情况下输出的实际功率都比额定功率小，但在需要时，短时间也可输出更大的功率。这个例题的两问分别属于两种不同的情况，应该注意这点。
②此外，同一辆汽车，速度越大时空气的阻力越大，题中说“在同样的阻力下”，表明本题对于较低速度行驶时发动机的功率只要求估算。
③汽车匀速行驶：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
以54km/h 的速度行驶时，发动机输出的实际功率为27kW。
汽车在水平路面上以额定功率 P=60 kW 匀速行驶时，受到的阻力是F=1800N。由于
以较低的速度行驶时v=54 km/h=15 m/s，没有达到额定功率，但阻力是不变的：
P=F牵v=1800×15=27kw
例1：一台电动机工作时的功率是10kW，要用它匀速提2.7×104kg的货物，提升的速度将是多大?
分析：如图电动机匀速提升货物：则有牵引力等于阻力；发动机达到额定功率。
匀速提升货物时F拉=mg=2.7×105N，额定功率 P=10 kW ，所以
例2：一台抽水机每秒能把30 kg 的水抽到10m高的水塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机输出的功率是多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功?
这台抽水机的输出功率为
它半小时能做功：W=Pt=3×103×1800=5.4×106J
例3：用起重机把重量为2.0×103N的物体匀速地提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？这些力做的总功是 ？
（1）确定研究对象，构建模型：
（2）对这个物体进行运动分析和受力分析：
①竖直向下的重力mg；
②竖直向上的拉力F拉；
③物体匀速向上运动，所以mg=F拉
①重力与运动方向相反，做负功；
②拉力与运动方向相同，做正功。
（3）根据力与运动方向的关系，判断各个力做功情况。
解：重物被匀速提升时，合力为零，钢绳对重物的拉力的大小等于重物所受的重力即
F拉＝mg＝2.0×104N
重力做的功为 W2=mglcs180°=－2.0×104×5J=－1×105J
钢绳拉力所做的功为 　W1=F拉lcs0°=2×104×5J=1×105J
W总=W1+W2=0