8.1功与功率（功率） 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.1 功率 不同物体做相同的功，所用的时间往往不同，也就是说，做功的快慢并不相同。 思考与讨论 Cat 365C 245B 挖掘机 新中国成立初期水利建设 1.定义：如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W ，则功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率。用字母P表示。 2.公式： 3.单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s， 1kW＝1000W。 4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。 5.功率是标量。 一、功率的定义及意义 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。用字母P额表示。 2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。用字母P实表示。 二、几种常见的功率 注意：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，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 二、几种常见的功率 跑车陷在泥地里 1.平均功率：指物体在某一段时间内的功率平均值。 2.瞬时功率：是指物体在某一时刻的功率。 二、几种常见的功率 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 三、功率另一表达形式 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v＝ t l 若 v表示平均速度，则P 表示平均功率 若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率 Ｆ为力的大小，v为物体的速度大小，α为力F与速度v的夹角。 三、功率另一表达形式 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v＝ t l 若 v表示平均速度，则P 表示平均功率 若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率 Ｆ为力的大小，v为物体的速度大小，α为力F与速度v的夹角。 1.发动机的输出功率等于发动机对汽车牵引力的功率。 2.F与v同方向，所以P＝Fv 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； 四、机车启动问题 F牵 v 发动机输出的功率不能无限制地增大，所以汽车上坡时司机要用“换挡” 的办法减小速度，来得到较大的牵引力。 四、机车启动问题 四、机车启动问题：一、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 F阻 四、机车启动问题：一、恒定功率启动 vm v t 0 2.机车以恒定功率启动的图象 F阻 四、机车启动问题：二、以恒定加速度启动 当F= F阻时，a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 F＝ v P额 a＝ m F－F阻 v vm＝ 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 P＝F v 当v=v1时P= P额， 保持P额继续加速 匀加速直线运动 (1)运动过程分析 四、机车启动问题：二、以恒定加速度启动 (2)机车以恒定加速度启动的图象 v t 0 vm 四、机车启动问题：机车启动几个物理量的求法总结 (1)要抓住两个核心方程： ①牛顿第二定律方程：F－Ff＝ma，联系着力和加速度； ②P＝Fv，联系着力和速度。 (2)机车的最大速度vm的求法，机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力F阻，故 (3)匀加速启动持续时间的求法。牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度： ，时间： (4)瞬时加速度的求法。据 求出牵引力，则加速度 四、机车启动问题：机车启动几个物理量的求法总结 例1　关于功率的概念，以下说法正确的是(　　) A．功率是描述力对物体做功多少的物理量 B．由P＝可知，功率与时间成反比 C．由P＝Fv可知，只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零 D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定越大 典型例题：一、对功率的理解 例2　某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离．若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 典型例题：一、对功率的理解 例3　(多选)“高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，尤其是人为的高空抛物，更给公共安全带来极大的危害性．最高人民法院发布《关于依法妥善审理高空抛物、坠物案件的意见》，对于故意高空抛物的，根据具体情形进行处罚．若从七楼阳台(约20 m高处)，将一质量为1 kg的花盆水平推出，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　) A．第1 s内重力的平均功率为50 W B．整个过程中重力的平均功率为200 W C．落到地面上时，重力的瞬时功率为200 W D．落到地面上时，重力的瞬时功率为100 W 典型例题：二、功率的计算 例4　如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率． 典型例题：二、功率的计算 例5　2021年2月8日，连徐高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了人们的出行．如图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P.则当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度为(　　) A．2v B．3v C．4v D．8v 典型例题：三、P＝Fv中三个量的制约关系 例6　在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力大小恒定，且为车重力的0.1倍(g取10 m/s2)，汽车以不变的额定功率从静止启动，则： (1)汽车的加速度如何变化？ (2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？ (3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少？ 典型例题：四、机车的两种启动方式--以恒定功率启动 例7　在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小恒为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小； (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长的时间； (3)若汽车以额定功率启动，则汽车的车速为v1＝2 m/s时的加速度多大； (4)若汽车以v2＝6 m/s的速度匀速行驶，汽车的实际功率多大． 典型例题：四、机车的两种启动方式--以恒定的加速度启动 例8　一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示．已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到的阻力大小恒为车重力的，g取10 m/s2，则(　　) A．汽车在前5 s内受到的阻力大小为200 N B．前5 s内的牵引力大小为6×103 N C．汽车的额定功率为40 kW D．汽车的最大速度为20 m/s 典型例题：四、机车的两种启动方式--以恒定的加速度启动 $$