7.2 功率 课件 -2024-2025学年高一下学期物理沪科版（2019）必修第二册

7.2 功率 一.做功快慢的描述 在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的建材从地面运到三楼 方式一：由搬运工分批搬运,需时2h 方式二：用塔式起重机提升,需时8min 方式三：用升降机提升,需时1min 思考：(1)用不同的方式运送,对建材所做的功是否相同? (2)这三种方式所用的时间不同,做功的快慢如何描述? 一.做功快慢的描述 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，技术上常用千瓦（kW），1kW＝1000W 1.定义：一段时间内做的总功W与做功时间t的比值叫平均功率。 4.物理意义：描述力对物体做功的快慢。 比值定义法 5.说明：功率是标量。 2.定义式： 6.恒力与位移方向相同 二.平均功率与瞬时功率 即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 1.平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢。 2.瞬时功率：描述在某一时刻做功的快慢。 1.公式和P＝Fv的比较   P＝ P＝Fv 适用条件 适用于任何情况下功率的计算 一般用来求平均功率； 当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 功率的计算式仅适用于F与v同向的情况，一般用来求瞬时功率； 当v为平均速度时，所求功率为平均功率 联系 (1)公式P＝Fv是P＝的推论； (2)功率P的大小与W、t无关。 三.功率的两个表达式 三.功率的两个表达式 2．中三个量的制约关系 定值 各量间的关系 应用 P一定 F与v成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度 v一定 F与P成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 F一定 P与v成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度 四.额定功率，实际功率 1.额定功率：机械做功的快慢与机械的结构和性能有关，每一台机械在正常状态下长时间工作的功率不应超过某一最大值，这个最大值称为机械的额定功率。 2.机械实际运行时的功率叫做实际功率。 3.机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量 S mg N F f 机车的功率 牵引力的功率 实际功率 额定功率 正常工作时的最大功率 机车工作时的功率 小于等于额定功率 大小可变，由司机控制 机车模型： 当P不变时，F与v成反比 当v不变时，F与P成正比 当F不变时，P与v成正比 五.机车启动 当F=F阻时， a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 v F ＝ v P a＝ m F－F阻 ↑ → ↓ ↑ → → ↓ ↓ vm＝ F阻 P F阻 F F阻 F vm v—t 图像 加速阶段 的图像 匀速阶段 的图像 a减小的变加速运动 匀速运动 vm v t 0 机车启动---恒定功率启动 如果机车以恒定的加速度启动，会有何不同呢？ 1.速度达到最大之前，F为变力，发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W =Fx计算。 2.达到最大速度的本质条件是：a=0 vm v t 0 3.达到最大速度时，有 P额=F阻vm 关于恒定功率启动的几点说明 机车启动---恒定功率启动 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 a＝ m F－F阻 → → → → v ↑ P ＝F v ↑ ↑ → 当P= P额时，保持P额继续加速 匀加速直线运动 机车启动---恒定加速度启动 1.机车做匀加速运动只能维持一段时间,当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束，此时速度为v1，匀加速时间为t1,则 t1= P额 (ma+F阻)a 3.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额 t1 v1 v t 0 vm 2.达到最大速度的本质条件:a=0 4.达到最大速度时，有 P额=F阻vm P额=Fv1=(ma+F阻)v1 =(ma+F阻)at1 关于恒定加速度启动的几点说明 机车启动---恒定加速度启动 $$