人教版（2019）高中物理必修第二册第八章第1节《功和功率》（第二课时）课件PPT

功和功率（第二课时）人教版（2019）第八章第1节学习目标CONTENTS 能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。功率3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s，技术上常用千瓦（kW），1kW＝1000W，1马力=735W 1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率.4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。比值定义法5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即W=pt．平均功率和瞬时功率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：描述在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，此式表示平均功率功率的另一种表达式两种理解P＝FvcosαP＝vFcosαP＝Fvcosα功率与速度的关系P＝F v cosα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1.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？反比正比正比例如：汽车上坡时,要增大牵引力,应换挡减小速度。例如：汽车上坡时,要使速度不变,应加大油门,增大输出功率,获得较大的牵引力。例如：汽车在高速公路上行驶时,加大油门,增大输出功率,可以增大速度。当F 和 v 方向相同时，对于公式 P = F v两个公式的对比额定功率和实际功率额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械可以长时间正常工作的最大功率。也就是机器铭牌上的标称值。(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率。 几点说明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。功率与机械效率的区别1.功率是描述物体做功快慢程度的物理量或2.机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量课堂练习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？解析：课后练习5. 一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7 × 104 kg 的货物，提升的速度将是多大？6. 一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，这台抽水机输出的功率至少多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？课后练习7. 质量为m 的汽车在平直公路上行驶，阻力F 保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。（1）汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。（2）如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？对点训练——功率的估算如图所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与两脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为 0.4 m，则1 min内克服重力做的功和相应的功率约为（g取10 m/s2）（　　）解析：B　对点训练——利用P＝Fv计算平均功率和瞬时功率如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（　　）解析：C　机车启动问题——以恒定功率启动OA 加速度减小的加速运动 以vm做匀速直线运动机车启动问题——以恒定加速度启动   加速度减小的加速运动 以vm做匀速直线运动OABB三个重要关系式  （3）机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt，由动能定理得Pt－F阻x＝ΔEk，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移、速度或时间。对点训练——机车启动目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无须连接电缆，只需在乘客上车间隙充电 30 s～1 min，就能行驶3～5 km。假设有一辆超级电容车，质量m＝2×103 kg，额定功率P＝60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重力的0.1倍，g取10 m/s2。（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？解析　（1）当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即F＝FfFf＝kmg＝2 000 N又P＝Ffvm解得vm＝30 m/s。（2）若超级电容车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ （3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50 s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移大小。 拓展延伸  拓展延伸（2）超级电容车以额定功率做加速运动，当v＝10 m/s 时超级电容车的加速度为多大？ 答案：见解析对点训练——以恒定的功率启动 解析：BD　对点训练——以恒定的加速度工作（2022·浙江6月选考）小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为（　　）解析：C