1.2 功率 课件-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

鲁科版2019必修二 第一章 功和机械能 第2节功率 颠覆F1赛车速度历史：2006年7月22日本田车队巴纳维亚555挑战计划项目小组在美国的速度圣地犹他州巴纳维亚盐滩上冲破400公里/小时速度大关——在一标准英里内成功达到了平均速度400公里/小时的速度目标：当地时间7点21分，挑战用车经过一次冲击即达到了400.459公里/小时的最高速度。为了达到更高的速度，往往采用更大功率的发动机。你知道这是为什么吗？ 引入新课： 下面是三台起重机在工作时的有关记录，比较三个起重机做工的快慢？ 编号 重物重力 上升高度 所用时间 做功 A 4000N 16m 4S 64000J B 8000N 12m 4S 96000J C 32000N 2m 1S 64000J 1.做功快慢的描述——功率 做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与做这些功所耗费的时间有关。 物理学中将力所做的功 W 与完成这些功所用的时间 t 之比，称为功率 （1）.功率的单位:W 1.功率的含义 （2）功率是标量，无负值。 2.常见机械的功率 功率是衡量动力机械性能的重要参数 额定功率：每一种动力机械长时间工作的最大允许功率。 实际工作时，动力机械的功率可能大于或小于额定功率。 一些常见机械的功率 日常活动的功率 骑车 300 W 打球 700 W 短道速滑 1000W 例1.跳绳是一种健身运动。一位同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率—时间图像如 图所示。若已知 t0 和跳绳者的质量 m，重力加速度为 g，不计阻力，请估算： （1）跳绳者重心上升的最大高度； （2）跳绳者克服重力做功的平均功率。 练习与拓展 2.瞬时功率的推导 W＝FScosα P＝Fvcosα P＝ t FScosα v＝ t S P＝ t W 当t趋于0时，此时的平均功率则为瞬时功率，表示某时刻做功的快慢。V表示该时刻的瞬时速度。 实例分析：机车起动 发动机的实际功率 发动机的牵引力 机车的瞬时速度 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？ 例2.汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 吨，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求： (1)汽车所能达到的最大速度； (2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？ 练习与拓展 例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 60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是 1 800 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？ 课堂练习 变式训练1.引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟。若一个体重50kg的中学生在30秒内完成12次引体向上，每次引体向上上升高度约为0.5m，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（ 　） A．5W B．20W C．100W D．400W C 变式训练2.质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2．则（ ） A．落地时重力的瞬时功率为600W B．落地时重力的瞬时功率为300W C．3s内重力的平均功率为300W D．3s内重力的平均功率为900W AC 学以致用：某种型号轿车净重1500 kg，发动机的额定功率为140 kW，最高时速可达252 km/h。右图为车中用于改变车速的挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1”～“5”速度逐渐增大，R是倒车挡，则轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡。你能解释其中的原因吗？ 谢谢观看！ $