第07节功率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.7,功率,（,2,个课时）,基础梳理,基本要求,1,理解功率的概念，能运用功率的定义式,P,进行有关计算,2,理解额定功率与实际功率的概念,3,了解平均功率与瞬时功率的含义,4,根据功率的定义式推导,P,F,v,，并能用于分析、计算和解释现象,5,能分析汽车发动机的功率,定时，牵引力与速度之间的关系,发展要求,通过对各种机械的功率的探究和有关功率的测量，认识功率概念在生活中的应用,两种耕地方式有何不同？耕相同面积的地，哪种方式需要的时间长？哪种方式做功快？,2,分钟,机械做功快,;,因为相同时间内,机械做的功多,.,2,分钟,谁做功快,?,方法二：时，做功,多则做功快,乙,甲,t,t,=,总结,:,有,两,种方法可以比较物体做功的快慢,方法一：时，,时,间短则做功快,2,分钟,2,分钟,一,、,功,率,2,、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,）作为功率的单位，,1kW,1000W,1,、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。,3,、物理意义：反映力对物体,做功的快慢,。,P,t,W,比值法,4,、,功率是,标量,例题：一个质量是,1.0kg,的物体，从地面上方,20m,高处开始做自由落体运动，,(g,取,10m/s,2,),第,1s,内下落的位移是多少？,这,1s,内重力对物体做多少功？,第,2s,内物体下落的位移是多少？,这,1s,内重力对物体做多少功？,前,1s,和后,1s,重力对物体做功的功率各是多大？,这,2s,时间内重力对物体做功的功率是多大？,h,1,=5m,w,1,=50J,h,2,=15m,w,2,=150J,P,1,=50W P,2,=150W,P,3,=100W,反思：通过以上的计算，说明了什么问题？,7,说明：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。,平均功率,：描述一段时间内做功的平均快慢,瞬时功率,：表示在某一时刻做功的快慢,P,t,W,当,t,很短很短时，此式表示瞬时功率,当,t,表示一段时间时，此式表示平均功率,二、平均功率和瞬时功率,8,一个物体在水平恒力,F,的作用下，以速度,v,匀速直线运动了一段时间,t,，试求这段时间,t,内恒力,F,做功的功率。,拓展,：若物体在水平恒力,F,作用下作变速运动了一段时间,t,，则恒力,F,在时间,t,内做功的功率又如何呢？若力,F,与水平成,角呢？,9,W,Fscos,P,t,W,P,Fvcos,P,t,F,s,cos,v,F,v,1,v,2,F,v,F,2,F,1,P,v,Fcos,P,F,vcos,v,t,S,三、功率与速度的关系,10,功率与速度的关系,P,F,v,cos,若,v,表示瞬时速度，则,P,表示瞬时功率,若,v,表示平均速度，则,P,表示平均功率,对于公式,P=F v,1,、,当,P,一定时，,F,和,v,有什么关系？,2,、当,F,一定时，,P,和,v,有什么关系？,3,、当,v,一定时，,F,和,P,有什么关系？,当,F,与,v,同方向时（,0,），,P,Fv,反比,正比,正比,11,P=Fv,思考,:,因为,P,一定时,F,与,V,成反比,上坡时由于要克服下滑力,机车的牵引力增大,而,P,是有限的,所以必须降低速度,以保护发动机,汽车以额定功率爬坡时为何必须使用低速档,?,这反映了机械的额定功率对机械的动力与速度存在相互制约关系,v,G,N,F,f,x,y,那么请再思考：,、汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，为什么？,速度不变，,P=FV,加大油门可以增大功率，使牵引力增大,、起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，吊起的速度就越大？,匀速吊起，拉力一定（等于重力），,P=FV,，,P,越大则,V,越大,2,、定义式：,小结,P,t,W,1,、物理意义：表示做功快慢的物理量,3,、计算式：,P,=,F v cos,该式一般用于求,平均功率,4,、单位：在国际单位制中 瓦特,W,该式用于求,瞬时功率、平均功率,14,当堂练习,1,、,关于功率，下列说法中正确的是（）,A,、,功率是说明做功多少的物理量,B,、,功率是说明力做功快慢的物理量,C,、,做功时间越长，功率一定小,D,、,力做功越多，功率一定大,B,15,2,、关于功率以下说法中正确的是（）,A,、,据,P=W/t,可知，机器做功越多，其功率就越大,B,、,据,P=Fv,可知，汽车牵引力一定与速度成反比,C,、,据,P=W/t,可知，只要知道时间,t,内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率,D,、,根据,P=Fv,可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。,D,16,例题,3,、某人用同一水平恒力,F,先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进,s,距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进,s,距离，若先后两次拉力做的功为,W,1,和,W,2,，拉力做功的功率是,P,1,和,P,2,，则,(),A.W,1,=W,2,，,P,1,=P,2,B.W,1,=W,2,，,P,1,P,2,C.W,1,W,2,，,P,1,P,2,D.W,1,W,2,，,P,1,=P,2,B,17,4,、从空中以,40m/s,的初速度平抛一重为,10N,的物体,物体在空中运动,3s,落地，不计空气阻力，取,g=10m/s,2,，则物体落地时，重力的瞬时功率为,(),A.400W B.300W,C.500W D.700W,B,18,5,质量,m=3kg,的物体，在水平力,F=6N,的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间,t=3s,。求：,(1),力,F,在,t=3s,内对物体所做的功。,(2),力,F,在,t=3s,内对物体所做的功的平均功率。,(3),在,3s,末，力,F,对物体做功的瞬时功率,。,汽车质量,m,，输出功率,P,，匀速上下坡阻力为,f,，求：,（,1,）上坡时的速度,v,1,和牵引力,F,1,（,2,）下坡时的速度,v,2,和牵引力,F,2,长时间运动时人的功率为数,10W,，优秀运动员可达,1kW,长时间运动马的功率为数百瓦,鲸游动时功率可达,350kW,小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦,高速列车的功率可达数万,kW,万吨豪华游轮的功率可达,1,万,kW,以上,小资料,21,想一想：,人力直接做功能否像起重机做功那样快？,汽车做功能否像飞机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？,人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。,22,四、额定功率和实际功率,1,、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的,最大,输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。,23,四、额定功率和实际功率,1,、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的,最大,输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。,24,四、额定功率和实际功率,1,、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的,最大,输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。,2,、实际功率：是指机器在工作中,实际,输出的功率。,3,、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。,25,解：,例题,由,P,=,Fv,得,匀速行使时,汽车的牵引力,F,=,F,阻,=,1800N,某型号汽车发动机的额定功率为,60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是,1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度,.,在同样的阻力下,如果匀速行驶速度只有,54km/h,发动机输出的实际功率是多少,?F,P,v,=,1800,60000,=m/s=33.3m/s=120km/h,v=54km/h=15m/s,以较低的速度行使时,实际功率,P,=,Fv,=,1800,15W=27kW,注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率,26,1,、机车以恒定功率启动,速度,v,F,=P/v,a,=(F-f)/m,保持,V,m,匀速,当,F=f,时,a=0,V,达到,V,m,0,t,a,0,t,F,t,v,0,五、机车的两种启动过程,加速度逐减的变加速运动,匀速运动,f,f,f,F,F,2,F,1,A B C,v,A,=0,v,C,=v,m,t,0,P,2,、机车以恒定加速度启动,F,不变,a,=(F-f)/m,不变,P,=FV,P,额,一定,V,增大,当,P=P,额,a0,V,仍增大,v,F,=P/v,a,=(F-f)/m,当,F=f,时,a=0,V,达到,V,m,保持,V,m,匀速,P,t,0,F,t,0,a,t,0,加速度逐减的变加速运动,匀加速运动,匀速运动,f,f,f,F,F,2,F,1,A B C,v,B,=P,额,/F,1,v,A,=0,v,C,=v,m,v,t,0,v,B,v,m,1.,如图4711是一汽车在平直路面上启动的速度时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知(),A.,0t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变,B.,0t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大,C.,t1t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小,D.,t1t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变,当堂练习,2.,在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：,(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度。,(2)若汽车以0.5m/s,2,的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间?,(3)若汽车的额定功率不变,从静止启动后,当汽车的加速度为2m/s,2,时，速度多大?,小结,汽车等交通工具在启动和行驶过程中，,当功率,P,一定时，,F,与,v,成,反,比，当加速度,=0,时，速度达到最大。,当速度,v,一定时，,P,与,F,成,正,比，一直到,P=P,额,当力,F,一定时，功率,P,与速度,v,成,正,比，一直到,P=P,额,本节学习结束，完成练习册相关练习，谢谢！,