4.1 功率 课件 -2023-2024学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

功率 方式 被吊重物 上升高度 所用时间 对建材做的功 一 1t 9m 2h 二 1t 9m 8min 三 1t 9m 1min 问题1：哪种方式做功多？ 问题2：哪种方式做功快？ 我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？ 方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢 一、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=1N•m/S，技术上常用千瓦（kW） 1kW＝1000W=103W，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。(表示做功过程中能量转化的快慢) 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。 2.定义式： 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． (单位时间做功的多少) 一、额定功率和实际功率 1.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。 2.实际功率：是指机器在 工作中实际输出的功率。 （额定功率是动力机器重要的性能指标,一个动力机器的额定功率是一定的） 当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率 当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率 5.几种常见的功率 新课讲授 3、平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢 公式 为t时间内的平均速度 α为力与平均速度之间的夹角； 式中： F为恒力（合力、平均力）； 4.瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢 公式： v为某时刻的瞬时速度 α为力与瞬时速度之间的夹角； 式中： F为某时刻的力（可以是恒力，也可以是变力） ★当t 0时， 表示瞬时功率。 五、两个公式的对比 P＝W/t P＝Fv 适用条件 (1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率(2)当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 (1)功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，若不同向，P＝W/t＝Flcos α/t＝Fvcos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率. 联系 (1)公式P＝Fv是P＝W/t的推论 (2)功率P的大小与W、t无关 【例题】质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求： （1）力F在t=3s内对物体做的功； （2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率； （3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。 【答案】（1）54 J（2）18W (3)36W 【解析】物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a=F/m=2m/s2 物体在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物体在3 s内的位移s=at2/2=9 m （1）力F做的功W=Fs=6×9 J=54 J （2）力F在3 s内的平均功率P=W/t=18W(或　　　　　　　　　　） （3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6 W=36 W 思考：为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？ 当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力。 新课讲授 (2)若当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv 新课讲授 对于公式 P = F vcosα的几点说明： (1)式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。 ①当P 一定时，F 和 v 有反比关系； ②当F 一定时，P 和 v 有正比关系； ③当v 一定时，F 和 P 有正比关系。 1、拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主要目的是(　　) A．节省燃料　　　　　 B．提高柴油机的功率 C．提高传动机械的效率 D．增大拖拉机的牵引力 D 小试牛刀 首先：机车启动一定满足如下公式 F牵 F阻 F牵 FN G F阻 汽车的瞬时功率 汽车的牵引力 汽车的瞬时速度 汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。 P = F v ① 机车启动 并且：机车启动的加速度 ★注：F阻一定（有时候写为f） F牵 FN G F阻 F牵-F阻=ma ② 机车启动 机车的两种启动方式 汽车启动（加速运动）的情况有两种： 1、以额定功率P额（或恒定功率）启动; 2、在恒定的牵引力F（或恒定的加速度a）作用下启动。 两种启动 三、机车启动两类问题 1.恒定功率启动 保持 vm 匀速 v 加速度逐渐减小的变加速直线运动 匀速直线运动 当F=F阻时，a＝0，v达到最大， (1)运动过程分析 新课讲授 1.当F牵=F阻时速度最大vm 2.先变加速再匀速 3.汽车启动过程始