内容正文:
第七章
3 功 率
学习
目标 1.理解功率的概念,能运用功率的定义式P= 进行有关的计算.
2.理解额定功率和实际功率的概念,了解平均功率和瞬时功率的含义.
3.能根据导出式P=Fv进行分析汽车发动机功率一定时牵引力与速度之间的关系. 考试
要求 必考 加试
c c
内容索引
Ⅰ自主预习梳理
Ⅱ 重点知识探究
Ⅲ 当堂达标检测
自主预习梳理
Ⅰ
1.定义:功W与完成这些功所用 的比值.
2.公式P= .单位: ,简称 ,符号 .
3.意义:功率是表示物体 的物理量.
4.功率是 (“标”或“矢”)量.
5.额定功率和实际功率
(1)额定功率:机械允许长时间 工作时的 功率.发动机铭牌上的功率指的就是额定功率.
(2)实际功率:机械 工作时的输出功率.发动机的实际功率不能长时间大于额定功率,否则会损坏机械.
一、功率
时间t
瓦特
瓦
W
做功快慢
标
正常
最大
实际
1.功率与速度关系式:P= (F与v方向相同).
2.应用:由功率速度关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成 (填“正比”或“反比”),要增大牵引力,就要 速度.
二、功率与速度
Fv
反比
减小
1.判断下列说法的正误.
(1)由公式P= 知,做功越多,功率越大.( )
(2)力对物体做功越快,力的功率一定越大.( )
(3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作.( )
(4)汽车爬坡时常常需要换高速挡.( )
2.用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动.已知物体与地面间的动摩擦因数为μ,则水平力对物体做功的功率是_____.
即学即用
×
√
×
×
μGv
Ⅱ
重点知识探究
一、功率
导学探究
建筑工地上有三台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记录:
起重机
编号 被吊物
体重量 匀速上
升速度 上升的
高度 所用
时间 做功
A 2.0×103 N 4 m/s 16 m 4 s
B 4.0×103 N 3 m/s 6 m 2 s
C 1.6×103 N 2 m/s 20 m 10 s
(1)三台起重机哪台做功最多?
答案
答案 三台起重机分别做功3.2×104 J、2.4×104 J、3.2×104 J,所以A、C做功最多.
(2)哪台做功最快?怎样比较它们做功的快慢呢?
答案 B做功最快,可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢.
对功率P= 的理解
1.功率表示的是物体做功的快慢,而不是做功的多少,功率大,做功不一定多,反之亦然.
2.求解功率时,首先要明确求哪个力的功率,是某个力的功率,还是物体所受合力的功率,其次还要注意求哪段时间(或哪个过程)的功率.
知识深化
例1 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
解析
√
答案
解析 两次拉物体用的力都是F,物体的位移都是l.由W=Flcos α可知W1=W2.物体在粗糙水平面上前进时,加速度a较小,由l= at2可知用时较长,再由P= 可知P1>P2.选项B正确.
二、功率与速度
导学探究
在光滑水平面上,一个物体在恒力F作用下从静止开始加速运动,经过一段时间t,末速度为v.求:
(1)在t时间内力F对物体所做的功.
解析
答案
(2)在t时间内力F的功率.
(3)在t时刻力F的功率.
答案 Fv
解析 t时刻的功率P=Fv
解析 t时间内的功率为平均功率
答案
解析
1.功率与速度的关系
(1)当F与v方向相同时,P=Fv;
(2)当F与v夹角为α时,P=Fvcos α.
2.平均功率和瞬时功率
(1)平均功率:时间t内功率的平均值,计算公式:
知识深化
(2)瞬时功率:某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的快慢,计算公式:
①P=Fv,其中v为瞬时速度;
②当F与v夹角为α时,P=Fvcos α.
例2 一台起重机将静止在地面上、质量为m=1.0×103 kg的货物匀加速竖直吊起,在2 s末货物的速度v=4 m/s.(取g=10 m/s2,不计额外功)求:
(1)起重机在这2 s内的平均功率;
解析