7.3 功率-人教版物理必修二第7章机械能守恒定律课件【2019原创资源大赛】

功率 郭雪鹏 临泉一中 3 3 日常生活中有这样的事例： 家住高楼，乘坐电梯要比步行快得多； 从水井里提水，使用抽水机比人工快得多； 拖拉机耕地比牛耕地快得多…… 这说明做功，除做功多少的问题外，还有一个做功快慢的问题，今天就来学习表示做功快慢的物理量——功率。 2 情境1：甲乙两人摘棉花，甲6天摘了500kg，乙8天摘了600kg.作为雇主，你会雇用哪个人？说说你的雇用理由。 情境2：力F1对甲物体做功为W1，时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，时间为t2.在下列条件下，哪个力做功快？ 3 ① W1=W2,t1>t2 ② W1=W2,t1<t2 ③ W1>W2,t1=t2 ④ W1<W2,t1=t2 ⑤ W1<W2,t1<t2 一、功率 力做的功ΔW与完成这些功所用时间Δt 的比值叫做功率P. 定义式：P=ΔW/Δt 单位：瓦特，简称瓦，符号W， 1W=1J/s 功率表示力在某段时间做功的快慢 4 1kW=1000W =1kg·m2·s-3 平均功率：当取一段时间Δt时，ΔW/Δt 为这段时间内的平均功率，反映这段时间做功的快慢，但各个时刻的瞬时功率可能不同. 5 瞬时功率：当Δt→0，ΔW/Δt表示力在t时刻的瞬时功率，瞬时功率精确表征力做功的快慢. 判一判 电动机、内燃机等机械常标有额定功率，是在额定转速下可以较长时间工作时输出的功率. 6 实际功率：实际工作时输出的功率，通常小于额定功率. 二、功率与速度 功 W =FΔlcosα P=W/t = (FΔlcosα)/Δt 7 = Fcosα·（ Δ l/ Δ t） = F vcosα F Δl α t 时刻 (t+Δt) 时刻 Δt→0，Δl/Δt 为质点在 t 时刻的瞬时速度 P= Fvcosα 7 P= Fvcosα 或 P=Fv(F与v同向) 1.功率P一定，力F与v成反比. 8 汽车爬坡使用低速挡 v F O 8 9 2.牵引力F恒定，P∝v 速度增大,功率增加.当功率增加到额定功率时,功率保持不变. v P O vmax 【例题1】质量m=2kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5. (sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2) (1)前2s重力做功的平均功率； (2)2s末重力的瞬时功率. 10 θ 解：设物体沿斜面下滑的加速度为a，以沿斜面向下为正方向.由牛顿第二定律得： mgsinθ-μmgcosθ=ma 解得a=2m/s2 t=2s内位移x=1/2·at 2=4m 重力做功的平均功率P1=(mgxsinθ)/t=24W 2s末速度v=at=4m/s 2s末重力瞬时功率P2=mgvsinθ=48W 11 θ 练习 将物体从离地h处,以相同的速率v0，竖直向上、竖直向下、水平抛出，比较落地前瞬间重力的瞬时功率关系. 12 v0 v0 v0 h 【例题 2】某型号汽车质量m=1000kg，发动机额定功率为60kW,在水平路面行驶时受到的阻力时1800N,求: (1)发动机在以额定功率工作时汽车匀速行驶的速度. (2)某时刻行驶的速度为54km/h，发动机以额定功率工作，该时刻汽车的加速度是多少? 13 解:额定功率P=60kW阻力f =1800N. (1)匀速行驶，牵引力F=f =1800N 由P=Fv得v=P/F=100/3 m/s=120km/h (2)当速度v1=54km/h=15m/s 牵引力F1=P/v1=4000N 由牛顿第二定律得： F1-f =ma 代入数据解得a=2.2m/s2 14 判断下列说法是否正确： (1)功率大说明物体做的功多. (2)功率小说明物体做功慢. (3)由P=ΔW/Δt知，机器做功越多，其功率越大. (4)单位时间内机器做功越多，其功率越大. 15 × × √ √ 返回 15 $$ 分析 : 设原容器中氢气质量为 。 : 、 充气后气球内 氢气质量为 。 : 、 容器内剩余氢气质量为 二 : , 则有 二 : = ” : 十 , 。 。 又温度不变 , 根据克拉拍龙方程得 扒V , - p : V Z + 夕: V a 。 。 _ 夕 i犷 , 一夕: V Z 3 0 义 50 一 ] 义 10 0 0 , _ , ~ 日 J夕 : ~ 一 布二乙 ` 一 = 一 档 压一 ,` 厂 “ V , 一 5 0 / 、 ` 脚 , 10大气压 。 以上这四种方法 , 能较好地处理气休的变质量 问 题 。 这是笔者的一些浅见 , 望同仁指教 。 (征苏吴县斜塘中学 顾建元 ) `口 》短平板小车 ( b) 长平板小车 图 2 上的橡胶盖制成 。 标识杆是为了观察小车的运动 情况 之用