高三物理第一轮复习 第六章 第一单元 第2课时 功率课件 必修2.ppt

第一单元 功和功率 第2课时 功率,必修2 第六章 机械能和能源,,基础回顾,考点一 功率,1．功率的定义式：P＝________. 2．功率的物理意义：功率是描述________的物理量． 3．平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：P＝ 或P＝Fcos θ(为物体对地的平均速度，F必须为恒力，θ为F与v的夹角)． (2)瞬时功率：P＝__________(v为物体对地的瞬时速度，θ为F与v的夹角)．,4．功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦(W)． 1瓦＝________＝________，即1 W＝________＝________. 5．额定功率与实际功率 常见动力机器均标明额定功率(铭牌上标明)，通常是指动力机器正常工作时的________输出功率．在正常情况下，机器的输出功率________或等于额定功率，这样的功率称为实际功率．若输出功率大于机器的额定功率，则容易________．,答案： 1. 2．做功快慢 3．(2)Fvcos θ 4．1焦耳/秒 1牛顿·米/秒 1 J/s 1 N·m/s 5．最大 小于 损坏电器,要点深化,1．功率的理解 由P＝ 可知，功率的大小只与“比值”有直接联系，与做功的多少和时间长短无直接联系．比较功率的大小，要比较功与完成这些功所用的时间之“比值”，“比值”大，功率就大，做功就快；“比值”小，功率就小，做功就慢．力做功的功率是描述力做功的一个状态；做功的多少是一个过程，所以也不能说功率大，做功就多；力做功多少是做功力在做功过程中的一个积累，随着做功时间越长，这个力做功就越多，W＝Pt，其中t就是一个积累的意思，即P在时间t 上的积累是力做功的多少． 2．瞬时功率P＝Fvcos θ的理解 (1)计算瞬时功率时，如果力F恒定，速度增大时，瞬时功率增大，如果瞬时功率不变，速度增大时，力F减小； (2)当θ＝0时，P＝Fv；当θ＝90°时，P＝0.故瞬时功率与力和速度的夹角也有关．,,基础回顾,发动机的功率即是牵引力的功率，P＝________，在功率一定的条件下，发动机的牵引力F跟________成反比．,答案：Fv 速度v,1．机车以恒定功率启动的过程 (1)机车以恒定功率启动的过程图如下：,考点二 机车的两种启动方式,(2)整个过程物理量的变化情况分析： 机车的启动只有一个过程，在此过程中，机车不断加速，因为开始时机车已经达到最大功率P，所以在速度不断增大的时候，由P＝Fv知，牵引力F会不断减小，由a＝知，加速度a也不断减小，但因为加速度的方向和速度的方向相同，所以无论加速度a怎样小，速度v也是增加的．直到速度达到最大，之后机车做匀速运动．启动过程结束的标志就是“速度不变”． (3)整个过程物理量的变化情况用如下的v ­t图象表示：,F不变，,2．机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程 (1)机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程图如下：,(2)整个过程物理量的变化情况分析：“过程1”是真正的匀加速过程，在此过程中，速度由零开始不断增加，功率也由零开始逐渐增加；因为加速度是不变的，所以在此过程中牵引力也是不变的．此过程的结束就是变加速过程的开始，以“功率P达到最大，但速度没有达到最大”为标志．在“变加速过程”中因为还有加速度的存在，所以速度v会不断增加，在功率P不变的情况下，根据P＝Fv，就可知道牵引力F不断减小，加速度a也相应减小．变加速过程结,束的标志就是“机车的功率最大，速度也是最大”，到此为止，整个起动过程结束．再以后，机车将作匀速直线运动，功率不变． (3)整个过程物理量的变化情况用右面的v ­t图象表示．,,,题型一 功率的求解方法,(1)瞬时功率一般用推导式P＝Fvcos α求解，其中v是指该时刻力作用点的瞬时速度，α是指力F与速度v之间的夹角． (2)求平均功率有两条途径：其一用定义式P＝ 计算；其二用P＝ 计算．,,,如右图所示，一质量为m＝1.0 kg的物体从高为h＝0.8 m的光滑斜面顶端静止开始下滑．斜面倾角为37°.求： (1)物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率． (2)物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率．,解析：(1)物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率是平均功率．这过程中重力做的功为WG＝mgh＝8 J，运动时间为t＝ ，所以重力的功率为P＝W/t＝12 W. (2)物体滑到斜面底端的瞬时重力的功率是瞬时功率．物体滑到斜面底端的瞬时速度为v＝ ＝4 m/s.而v与mg的夹角为53°，所以P＝Fv＝mgvcos 53°＝24 W. 答案：(1)12 W (2)24 W,题型训练,1．质量为m＝0.5 kg的物体从高处以水平的初速度v0＝5 m/s抛出，在运动t＝2 s内重力对物体做的功是多少？这2 s内重力对物体做功的平均功率是多少？2 s末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？(g＝10 m/s2),1．解析：t＝2 s内，物体在竖直方向下落的高度： 20 m， 所以有：WG＝mgh＝0.5×10×20 J＝100 J 平均功率：P＝ ＝50 W.,在t＝2 s末速度物体在竖直方向的分速度 vyt＝gt＝20 m/s 所以t＝2 s末瞬时功率： P＝mgvyt＝100 W. 答案：100 J 50 W 100 W,,题型二 探究机车启动运行问题,汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？,解析：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F将随速度v的变化而变化，其加速度也随之变化，具体变化过程可采用如下示意图表示：,由此可得汽车速度达到最大时，a＝0， 汽车做匀速运动，F＝Ff＝kmg① 发动机的输出功率P＝Fvm②,答案：12 m/s 点评：机车的速度达到最大时，一定是机车的加速度为零．弄清了这一点，利用平衡条件就很容易求出机车的最大速度．,题型训练,2．汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：若汽车从静止开始，以0.5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？,2．解析：要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了．之后汽车以P额继续做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度vm.所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻，设匀加速能达到最大速度为v1.,由运动学公式有：v1＝at 由功率公式有：P＝Fv1 由牛顿第二定律有：F－kmg＝ma 由以上三式代入数据解得：t＝16 s. 答案：16 s,,,疏忽机车的牵引力F和其速度v由 P＝Fv的制约关系而出错,警示,一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经过时间t，其速度由0增大到v.已知列车总质量为M，机车功率P保持不变，列车所受阻力Ff为恒力．求：这段时间内列车通过的路程． 错解：以列车为研究对象，水平方向受牵引力和阻力Ff，,根据P＝Fv可知牵引力：,设列车通过路程为s，根据动能定理，有：,分析纠错：以上错解的原因是对P＝Fv的公式不理解，在P一定的情况下，随着v的变化，F是变化的．在中学阶段用功的定义式求功要求F是恒力． 以列车为研究对象，列车水平方向受牵引力和阻力．设列车通过路程为s.,根据动能定理，有：,因为列车功率一定，根据,P=,可知牵引力的功率：WF＝Pt②,①②联立解得：,答案：,祝,您,学业有成,。