内容正文:
3 功率
世界单机功率最大的电力机车在大同下线
什么是功率,它与功是什么关系?
汽车上坡
上坡时,司机要用换挡的办法减小速度以获得较大的牵引力。其物理原理是什么?
1.理解功率的概念并会用P=W/t解题。(重点)
2.理解公式P=Fv的意义,知道什么是瞬时功率,并会用其解决问题。(难点)
3.了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
如何比较做功的快慢?
思考:做功不同,时间不同,如何比较?
一、功率(P)
1.物理意义:反映物体做功的快慢。
2.定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做
功率。
3.公式:
4.单位:瓦特(国际单位制中),简称瓦,符号是W,
1W=1J/s。常用单位:千瓦(kW),1kW=1000W。
5.功率是标量。
比值法
还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的?
6.额定功率:是指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
7.实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率。
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,机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率,不允许长时间超过额定功率工作。
练习1.关于功率,下列说法中正确的是( )
A.功率是说明做功多少的物理量
B.功率是说明力做功快慢的物理量
C.做功时间越长,功率一定越小
D.力做功越多,功率一定越大
B
练习2.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,
第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离,第二次
使此物体沿粗糙水平面也前进l距离,若先后两次
拉力做的功分别为W1和W2,拉力做功的功率分别是
P1和P2,则( )
A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2
C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2
B
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,试求这段时间t内恒力F做功的功率。
(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?
探究1:功率与速度的关系
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
反比
正比
正比
应用:为什么汽车上坡时的速度要比在平地上行驶时的速度小得多呢?
当机械发动机的功率一定时,牵引力与速度成反比,所以可以通过“换挡”的办法减小速度来增大牵引力。
拓展:
功率的一般计算公式
求平均功率
求瞬时功率
是F与v的夹角
练习3.关于功率,以下说法中正确的是( )
A.根据 P=W/t可知,机器做功越多,其功率就越大
B.根据 P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C.根据 P=W/t可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D.根据 P=Fv可知,发动机功率一定时,汽车的牵引力与运动速度成反比
D
当F=F阻时,a
=0 ,v达到
最大
保持
vmax
匀速
v
↑
→
↓
↑
→
→
↓
↓
加速度逐渐减小的
变加速直线运动
匀速直
线运动
探究2:机车的两种启动方式
第一种情况:汽车以恒定功率启动
F=
v
P
a=
m
F-F阻
vmax=
F阻
P
注:机车以恒定功率启动的v-t图象如下所示:
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以
最大速度 做匀速直线运动。
vmax
vmax=
F阻
P额
v
t
O
第二种情况:汽车以恒定加速度启动
当F= F阻时,
a=0 ,v达到最大
保持
vmax
匀速
↑
→
↓
↓
→
→
→
→
P=F v
↑
↑
→
当P= P额时,保持P额继续加速
F=
v
P额
a=
m
F-F阻
v
↑
→
→
↓
vmax=
F阻
P额
加速度逐渐减小的
变加速直线运动
匀速直
线运动
a=
m
F-F阻
F
→
v
↑
匀加速直线运动
注:机车以恒定加速度启动的v-t图像如图所示:
先做匀加速直线运动,再做加速度逐渐减小的变
加速直线运动,最终以最大速度
做匀速直线运动。
vmax=
F阻
P额
v
t
O
vmax
功率
1.物理意义:
表示做功快慢的物理量
2.定义式:
3.功率与速度
关系式:
(1)当P 一定时,F 和 v 成 关系
(2)当F 一定时,P 和 v 成 关系
(3)当v 一定时,F 和 P 成 关系
反比
正比
正比
该式一般用于求平均功率
该式用于求瞬时功率和平均功率
1.一个小球做自由落体运动,在第1s内重力做功为
W1,在第2s内重力做功为W2,在第1s末重力的瞬时
功率为P1,在第2s末重力的瞬时功率P2,则W1:W2及
P1:P2分别等于(