内容正文:
第八章 :第1节
功与功率
(第一课时:功率)
高中物理必修第二册课件
01
功率
02
功率与速度关系
03
平均功率与瞬时功率
04
功率的分类
05
机车启动的两种方式
06
课后习题
07
总结提升
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温故知新
功的定义:如果一个物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段位移,我们就说这个力对物体做了功。
W = F l cosα
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
功的计算:
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谁干活快?
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2、公式: (单位时间做功的多少)
1、定义:功与完成这些功所需时间的比值。
一、功率
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3、功率的单位:瓦特(W)
4、物理意义 :
功率是表示物体做功快慢的物理量。
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马车的功率为数百瓦
小汽车的功率为数两百千瓦
高铁的功率可达数万千瓦
蒸汽机的功率为数千瓦
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二、功率与速度的关系:
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当F与v同方向(即α=0)时,P=Fv
P不变时,F和v成反比
F不变时,P和v成正比
v不变时,P和F成正比
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三、平均功率与瞬时功率
1、平均功率:
描述力在一段时间内做功的平均快慢。
计算式:P=W/t
对应一段时间或一个过程
2、瞬时功率:
计算式:P=Fvcosα
对应某一时刻或某一位置。
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当堂练习:在水平面上,用两根绳子拉一木板,绳子与水平方向夹角为θ = 22.5°,每条绳子上拉力F = 250N,在15s内木板匀速前进20m。cos22.5° ≈ 0.9求:
(1)阻力f大小;
(2)两绳拉力做的功;
(3)两绳拉力总功率。
(1)由平衡条件,2Fcosθ=f,
解得 f=450N
(2)两绳拉力做的功
W=2Fcosθ·x=9.0 × 103J
(3)两绳拉力总功率
P=W/t=600W
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四、功率的分类
※实际功率往往小于额定功率。
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当堂练习:某厂家在无风的天气做无人机飞行测试,让无人机从地面由静止开始竖直上升,上升过程的速度与时间关系如图所示,其中0~2s内图像为直线,2s末电动机功率达到额定值,此后保持额定功率运动。已知无人机总质量m=2.0kg,空气阻力恒为无人机总重力的0.1倍,g取10m/s2,求:(计算结果均保留两位有效数字)
(1)无人机在0~2s内电动机提供的牵引力F;
(2)无人机竖直向上运动过程能够达到的最大速度vm;
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(1)0-2s,
(2)2s末,
当无人机速度最大时,无人机加速度为零,
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五、机车启动的两种方式
1、恒定功率起动:
速度v
P=F v
当a=0时
即F=f时
V达最大vm
加速度不断减小的加速运动
匀速运动
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v-t图像
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2、以恒定的加速度启动
P=F v
当a=0时
即F=f时
V达最大vm
匀加速直线运动
匀速直线运动
变加速直线运动
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v-t图像
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1.如图所示,马拉雪橇沿水平冰面以速度v做匀速直线运动。若马对雪橇的拉力F恒定,与竖直方向夹角为 ,则拉力F的功率为( )
五、课后练习
D
A、
D、
C、
B、
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2、为庆祝元宵佳节,某地进行无人机燃放表演。如图所示,无人机上升至高度处悬停后,开始沿同一水平方向喷射烟花弹。已知喷出烟花弹的速度大小的范围为,假定每颗烟花弹的初始质量均为且燃烧速率(单位时间内质量的变化量)相同,烟花弹落地区域为危险区域,忽略空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
D
A、速度为 的烟花弹在空中飞行的时间最短
B、危险区域的宽度为
C、每颗烟花弹落地前瞬间的机械能都相同
D、每颗烟花弹落地前瞬间重力的功率都相同
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3、一恒力F沿水平方向作用于静止物体上,使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时,恒力F的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2,则二者的关系是( )
A、W1>W2 、 P1>P2 B、W1=W2、P1<P2
C、W1=W2 、 P1>P2 D、W1<W2 、 P1<P2
B
解:
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4、如图甲所示,在水平路段AB上有一质量 的汽车,正以 的速度向右运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图乙所示,t时刻汽车到达C点,速度 。已知运动过程中汽车发动机的输出功率保持 不变,BC的长度x=60m,汽车在AB、BC路段上运动时所受阻力分别为
、 。求:
(1) 、 的大小;
(2)汽车通过BC段的时间。
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(1) 汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,则汽
车在AB、BC路段上运动时所受阻力分别为:
(2)设在BC段经历的时间为由动能定理
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