第七章 3.功率.ppt

广东教育出版社（全国优秀出版社,全国百佳图书出版单位）,物理,必修,2,配,人教版,经 授权使用,金牌学案,立坤图书,制作,物理,必修,2,配,人教版,3,功率,一、功率,功率,1,做功的快慢：物体做功有快慢之分，一般用,_,表,示物体做功的快慢,做功,2,功率：单位时间内物体,_,的多少叫功率，用,P,表示,3,定义式：,P,_.,4,单位：,_,，简称,_,，符号为,W,1 W,1 J/s,，,1 kW,1 000 W.,瓦特,瓦,W,t,5,推导式：当力与物体运动方向一致时，,P,_.,此,式常用于瞬时功率的计算,F,v,超级爆炸,大爆炸总是,伴随着短时间内高能量的释放，,其功率非常巨大太阳的辐射功率达到了,410,26,W,，但宇,宙中最大的能量释放应该属于现在还是未解之谜的伽马射,线暴，比超新星爆炸还厉害,伽马射线暴是超级天体发生剧变时,(,比如中子星碰撞、黑,洞合并,),，超短时间向两极释放高能量的现,象如果地球被伽,马射线暴近距离对准，那么地球会像科幻电影拍的一样被熔,化消失掉！,1997,年发生的伽马射线暴在,50,秒内所释放出的能量相,当于整个银河系,200,年的总辐射能量！那么这次伽马射线暴,的,功率是银河系的多少倍？,图,7,3,1,二、额定功率和实际功率,1,额定功率：机械正常工作时允许达到的,_,功率，,不同机械额定功率可能不同，同一机械额定功率,_,2,实际功率：机械,_,工作时的功率，同一机械实,际功率随工作情况而变一般来说,P,额,P,实,最大,不变,实际,要点,1,功率,2,P,与,P,F,v,的关系,(1),P,是功,率的定义式，适用于任何情况下功率的计,W,t,W,t,算，既适用于人或机械做功功率的计算，也适用于一般物体,做功功率的计算，既适用于合力或某个力做功功率的计算，,也适用于恒力或变力做功功率的计算，一般用于求解某段时,间内的平均功率,(2),P,F,v,通常用来计算某一时刻或某一位置时的瞬时,功率，,v,是瞬时速度，若代入某段时间内的平均速度，则计,算的是该段时间内的平均功率当力,F,与速度,v,方向成,角,时，其瞬时功率P,F,v,cos,.,内容,项目,定义,公式,类比物理量,平均功率,在一段时间内,或某一过程中,做功的快慢,W,P,或,P,F,v,t,平均速度、平,均加速度,瞬时功率,物体在某一时,刻或某一位置,时做功的快慢,P,F,v,，,v,为某时刻,的速度,瞬时速度、瞬,时加速度,(3),提到功率时要明确是哪个分力的功率，又或是物体所,受合力的功率汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机,吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率,3,平均功率、瞬时功率,(1),平均功率与瞬时功率的比较,由公式,P,或,P,F,v,来计算,(2),若求平均功率，需明确是哪段时间内的平均功率，可,W,t,(3),若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确,定该时刻或该位置的速度，应用公式,P,F,v,计算如果,F,、,v,不同向，则投影到相同方向再计算，即,P,F,v,cos,.,【,例,1,】,质量为,m,的物体以初速度,v,0,水平向右运动，并,受到方向如图,7,3,2,所示的恒力,F,作用，经过时间,t,0,，求：,(1),t,0,时间内,F,对物体所做的功；,(2),t,0,时间内,F,的平均功率；,(3),t,0,时刻,F,的瞬时功率,图,7,3,2,解：,将物体的运动以,F,方向所在的正交坐标上,进行分解，,如图,7,3,3,所示则与,F,垂直方向上的位移为,s,2,v,02,t,v,0,t,sinv,0,t,，始,终与力的方向垂直,在,F,方向,上物体做匀加速直线运动，设加速度为,a,，则,此方向上的位移为,图,7,3,3,1,甲汽车的发动机功率比乙汽车的发动机功率大，所,以,(,),D,A,甲车的牵引力一定比乙车的牵引力大,B,甲车的速度一定比乙车的速度快,C,甲车做的功一定比乙车做的功多,D,甲车做功一定比乙车做功快,解析,：,功率反应的是机械做功的快慢,),2,(,双选,),关于功率,的概念，下面说法中正确的是,(,A,功率是描述力对物体做功多少的物理量,BC,C,若力和速度方向相同，由,P,F,v,可知，力越大，速,度越大，则功率越大,D,某个力对物体做功越多，它的功率就一定越大,解析：,功率是描述力对物体做功快慢的物理量，,A,错；,功率的大小除了和功有关外，还和时间有关，,D,错,3,水平恒力,F,两次作用在同一,物体上，使物体沿力的,方向发生相同位移，第一次是在光滑的水平面上，第二次是,在粗糙的水平面上，两次,F,做的功和功率的大小关系是,(,),A,A,W,1,W,2,，,P,1,P,2,C,W,1,W,2,，,P,1,P,2,B,W,1,W,2,，,P,1,P,2,D,W,1,W,2,，,P,1,P,2,解析：,在这两次里，物体位移相同，由,W,Fl,可知两次,做功相同；在粗糙水平面上时,，物体运动受到摩擦力的阻碍,要点,2,车辆的两种启动方式,机动车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒,定加速度启动,(1),以恒定功率启动过程,(2),以恒定加速度启动过程,机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，如图,7,3,4,乙匀加速结束时的速度并未达到整个过程的最大速,度,v,m,，只是达到匀加速阶段的最大速度；在,P,F,v,中因为,P,为机车牵引力的功率，所以对应的,F,是牵引力，并非合力；,只有最终匀速运动时,F,F,f,，,v,m,P,额,P,额,F F,f,.,甲,乙,图,7,3,4,【,例,2,】,一辆汽车,的额定功率为,100 kW,，质量为,1.0,10,4,kg,，设阻力恒为车重的,0.1,倍，,g,取,10 m/s,2,，求：,(1),若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速度,是多大？,(2),若汽车保持以,0.5 m/s,2,的加速度匀加速运动时，其匀,加速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为,8,m/s,时，,汽车的加速度有多大？,4,火车在恒定功率下由静止出发，沿水平轨道行驶，,5 min,后速度达到最大,20,m/s,，若火车在运动过程中所受阻,),力大小恒定则该火车在这段时间内行驶的距离,(,A,可能等于,3 km,B,一定大于,3 km,C,一定小于,3 km,D,无法确定,解析：,火车由静止出发保持功率不变，必定是一个加速,度不断减小的加速运动，则图象各点的斜率,(,即瞬时加速度,),随时间逐渐减小，其,v,t,图象为图,7,所示的曲线部分，且曲,线向上凸；而在对应时,间内的匀加速运动为斜直线，这段时,间的位移,s,20560,2,m,3,km,(,图中阴影部分面积,),，要小于向上,凸,的曲线与时间轴围成的面积,其图线很直观地表现出它们的大,图,7,小关系所以,B,正确,答,案：,B,5,(,双选,),如图,7,3,5(a),、,(b),所示，是一辆质量为,6,10,3,kg,的公共汽车在,t,0,和,t,3 s,末两个时刻的两张照片当,t,0,时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动,可看成匀加,速直线运动图,(c),是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图,象，,37,，根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有,(,),图,7,3,5,A,汽车的长度,B,3 s,内汽,车受到的阻力,C,3 s,内合,外力对汽车所做的功,D,3 s,末汽车牵引力的功率,答案：,AC,