高中物理必修二--7.3功率.ppt

7.3 7.3 功率功率一、功率一、功率功是一个过程量，做功的过程一定需要时间不同的功是一个过程量，做功的过程一定需要时间不同的力或物体，做功的快慢不同力或物体，做功的快慢不同1 1、功率定义：、功率定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率符号：率符号：P P2 2、理解：、理解：功率意义：功率意义：表示做功快慢的物理量表示做功快慢的物理量P=W/tP=W/t是功率的定义式，是功率的定义式，其大小决定做功的力或输出其大小决定做功的力或输出功的机械，与功的机械，与W W、t t无关当当t0t0，P P为瞬时功率；当为瞬时功率；当t t较大时，较大时，P P为为t t时间内的时间内的平均功率平均功率3 3、功率单位：、功率单位：国际单位：瓦特（国际单位：瓦特（W W）1 1W=1J/sW=1J/s ；常；常用单位有：千瓦用单位有：千瓦（kWkW），），1kW=101kW=103 3W W二、平均功率：二、平均功率：1 1、定义：、定义：物体所做的功物体所做的功W W与完成这些功所用时间与完成这些功所用时间t t的的比值，叫做物体在该段时间内的平均功率比值，叫做物体在该段时间内的平均功率。

2 2、理解：、理解：公式：公式： 是平均功率的定义式，适用各种情况是平均功率的定义式，适用各种情况下平均功率的下平均功率的 计算不同时间内平均功率不同，要注意明确是那段时间不同时间内平均功率不同，要注意明确是那段时间内的平均功率内的平均功率3 3、恒力做功的平均功率：、恒力做功的平均功率：当当F F为恒力时：为恒力时：当力与当力与V V方向相同时，方向相同时，P=FVP=FV三、瞬时功率：三、瞬时功率：1 1、定义：、定义：物体或力在某时刻做功的功率物体或力在某时刻做功的功率2 2、计算式：、计算式：说明：说明：P=FVcosP=FVcos是瞬时功率的一般式，不管物体是瞬时功率的一般式，不管物体如何运动，不论如何运动，不论F F如何变化，均适用如何变化，均适用F F、V V、 必须是同一时刻的量必须是同一时刻的量公式一公式一：公式二公式二：公式三公式三：例题例题1 1：质量质量M=3KgM=3Kg的物体的物体, ,在水平力在水平力F=6NF=6N的作用下的作用下, ,沿沿光滑水平面上从静止开始运动光滑水平面上从静止开始运动, , 求求: :FF在在3 3秒内所做的功和秒内所做的功和3 3秒内的平均功率。

秒内的平均功率3 3秒末秒末F F的瞬时功率的瞬时功率? ?第第3 3秒内秒内F F所做的功和功率所做的功和功率? ?WW1 154J54J；P P平平18W18W P P36W36W W W2 230J30J；P P平平30W30W例题例题2 2：一质量为一质量为mm的物体从倾角为的物体从倾角为 的固定光滑斜的固定光滑斜面的顶端由静止开始下滑，斜面的高度为面的顶端由静止开始下滑，斜面的高度为h h求物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率例题例题3 3：如图所示，长为如图所示，长为L L的细绳，一端固定在的细绳，一端固定在OO点，点，另一端系一质量为另一端系一质量为mm的小球，将细绳拉至水平由静的小球，将细绳拉至水平由静止释放小球，在小球摆到最低点的过程中下列说法止释放小球，在小球摆到最低点的过程中下列说法正确的有：（正确的有：（ ）A A、重力做功越来越快重力做功越来越快B B、重力做功越来越慢重力做功越来越慢C C、重力做功的功率先增大后减小重力做功的功率先增大后减小D D、细绳的拉力做功的功率始终为零细绳的拉力做功的功率始终为零CDCD例题例题4 4：一根质量为一根质量为MM的直木棒的直木棒, ,悬挂在悬挂在OO点点, ,有一只有一只质量为质量为mm的猴子抓着木棒的猴子抓着木棒, ,如图所示如图所示. .剪断悬挂木棒剪断悬挂木棒的细绳的细绳, ,木棒开始下落木棒开始下落, ,同时猴子开始沿木棒向上爬同时猴子开始沿木棒向上爬. .设在一段时间内木棒沿竖直方向下落设在一段时间内木棒沿竖直方向下落, ,猴子对地的猴子对地的高度保持不变高度保持不变, ,忽略空气阻力忽略空气阻力, ,则下列的四个图中能则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是：（化的关系的是：（ ）B B例题例题5 5：水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为擦因数为(01)(01)。

现对木箱施加一拉力现对木箱施加一拉力F F，使木箱做，使木箱做匀速直线运动设匀速直线运动设F F的方向与水平面的夹角为的方向与水平面的夹角为 ，如图，如图所示在 从从0 00 0逐渐增大到逐渐增大到90900 0过程中，木箱的速度保持过程中，木箱的速度保持不变且始终未离开地面则：（不变且始终未离开地面则：（ ）A A、F F先减小后增大，先减小后增大， B B、F F一直增大一直增大C C、F F的功率逐渐减小，的功率逐渐减小，D D、F F的功率不变的功率不变ACAC四、机械功率：四、机械功率：机械：汽车、火车、飞机、轮船、电动机、吊机等机械：汽车、火车、飞机、轮船、电动机、吊机等1 1、机械做功的过程：、机械做功的过程：以汽车为例，发动机通过燃烧燃油（或消耗电能）以汽车为例，发动机通过燃烧燃油（或消耗电能）输出机械功，再通过机械传动传递给驱动轮，驱动输出机械功，再通过机械传动传递给驱动轮，驱动轮则借助地面静摩擦力（即牵引力）对汽车做功轮则借助地面静摩擦力（即牵引力）对汽车做功为了使机械的效率最大化，各种机械设计时，牵引为了使机械的效率最大化，各种机械设计时，牵引力的方向与被牵引的物体速度方向总是一致。

力的方向与被牵引的物体速度方向总是一致2 2、机械功率的计算式：、机械功率的计算式：计算式一：计算式一： m m：t t时间内消耗燃油的质量，时间内消耗燃油的质量，q q：燃油的燃烧值，：燃油的燃烧值，：发动机的效率发动机的效率计算式二：计算式二：P P F F V VF F：机械的牵引力；：机械的牵引力；V V：被牵引的物体对地的瞬时速：被牵引的物体对地的瞬时速度3 3、机械的额定功率和实际功率、机械的额定功率和实际功率额定功率：额定功率：机械长期正常工作时，发动机输出的最机械长期正常工作时，发动机输出的最大功率一部动力机械的额定功率是确定的，都标在机械的铭一部动力机械的额定功率是确定的，都标在机械的铭牌上实际功率：实际功率：机械工作时，发动机实际输出的功率，机械工作时，发动机实际输出的功率，也就是牵引力做功的功率也就是牵引力做功的功率机械能长期工作，不易损坏的条件：机械能长期工作，不易损坏的条件：P P实实 P P额额例题例题6 6：起重机的钢绳将重物由地面吊起重机的钢绳将重物由地面吊到空中某个高度，其到空中某个高度，其V Vt t图像如图图像如图甲所示则钢绳的拉力做功的功率甲所示。

则钢绳的拉力做功的功率随时间的变化图像是图乙中的哪一随时间的变化图像是图乙中的哪一个？（个？（ ）B B例题例题7 7：如图所示，一自动扶梯以恒定的速度如图所示，一自动扶梯以恒定的速度V V1 1运送运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯上不动，乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯第二次以相对扶梯V V2 2的速度匀速往上走两次扶梯的速度匀速往上走两次扶梯运送乘客所做的功分别为运送乘客所做的功分别为WW1 1、WW2 2；牵引力的功率；牵引力的功率分别为分别为P P1 1、P P2 2，则有：（则有：（ ） A A、WW1 1WW2 2，P P1 1PP2 2， B B、WW1 1WW2 2，P P1 1=P=P2 2， C C、WW1 1=W=W2 2，P P1 1PWW2 2，P P1 1=P=P2 2， D D例题例题8 8：如图所示，一小孩站在船头，两种情况下如图所示，一小孩站在船头，两种情况下用同样大小的力拉绳，经过相同的时间用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t t（船未相（船未相碰）小孩做的功分别为碰）小孩做的功分别为W W1 1、W W2 2，在，在t t时刻小孩做功时刻小孩做功的瞬时功率的瞬时功率P P1 1、P P2 2的关系及拉力做功的情况正确的的关系及拉力做功的情况正确的有有：（：（ ）A A、甲图中绳子拉力对小孩做正功。

甲图中绳子拉力对小孩做正功B B、乙图中绳子拉力对小孩做负功乙图中绳子拉力对小孩做负功C C、WW1 1WW2 2，P P1 1=P=P2 2； D D、WW1 1WW2 2，P P1 1=P=P2 2. .E E、WW1 1WW2 2，P P1 1PP2 2； F F、WW1 1WPP2 2； BEBE五、机动车的两种启动问题五、机动车的两种启动问题1 1、以恒定的功率启动（以汽车为例）、以恒定的功率启动（以汽车为例）条件：条件：发动机输出的功率发动机输出的功率P P不变，同时假定汽车所不变，同时假定汽车所受的阻力受的阻力f f不变思考：思考：汽车启动过程中，汽车的运动性质，汽车的牵引力汽车启动过程中，汽车的运动性质，汽车的牵引力、加速度如何变化？汽车最终到达什么状态？请画、加速度如何变化？汽车最终到达什么状态？请画出汽车的出汽车的VtVt图像司机如何操作？司机如何操作？如何的求解下列物理量？如何的求解下列物理量？最大速度、牵引力的做功和汽车的位移最大速度、牵引力的做功和汽车的位移运动性质：运动性质：汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力后，汽车做匀速运动。

其引力等于阻力后，汽车做匀速运动其VtVt图如图：图如图：有关的计算：有关的计算：最大速度最大速度：加速度：加速度：牵引力的功：牵引力的功：W=PtW=Pt注：注：因因F F是变力，不能用是变力，不能用W=FSW=FS计算功位移：位移：根据阻力做功：根据阻力做功：W=W=fS fS 求位移大小或路程求位移大小或路程注：注：不能根据匀变速运动的位移公式求解直线运动时不能根据匀变速运动的位移公式求解直线运动时可求位移；曲线运动时，可求路程可求位移；曲线运动时，可求路程2 2、汽车以恒定的牵引力启动、汽车以恒定的牵引力启动（又叫匀加速启动）（又叫匀加速启动）条件：条件：牵引力、阻力大小不变牵引力、阻力大小不变思考：思考：分析汽车整个启动过程，汽车的运动性质，汽车的分析汽车整个启动过程，汽车的运动性质，汽车的功率、加速度如何变化？汽车最终到达什么状态？功率、加速度如何变化？汽车最终到达什么状态？请画出汽车的请画出汽车的VtVt图像司机如何操作？司机如何操作？下列物理量如何求解？下列物理量如何求解？瞬时功率、匀加速运动的末速度瞬时功率、匀加速运动的末速度V Vt t、匀加速运动的时、匀加速运动的时间、最大速度间、最大速度V Vmm、汽车的位移和牵引力的功。

汽车的位移和牵引力的功特点：特点：开始阶段汽车做匀加速运动，汽车的功率随时间均匀增开始阶段汽车做匀加速运动，汽车的功率随时间均匀增大；当汽车的功率增大到发动机的额定功率时，保持大；当汽车的功率增大到发动机的额定功率时，保持额定功率不变，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，额定功率不变，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力后，汽车做匀速运动其当牵引力等于阻力后，汽车做匀速运动其VtVt图如图如下图：下图：有关的计算有关的计算匀加速运动的末速度：匀加速运动的末速度：匀加速运动的时间：匀加速运动的时间：最大速度：最大速度：汽车的位移：汽车的位移：匀加速阶段：匀加速阶段： ；额定功率阶段根据阻力的功：额定功率阶段根据阻力的功： W= W=fs fs 求解。