高中物理課件-7-3功率

1、分析兩臺不同起重機(jī)的做功情況分析兩臺不同起重機(jī)的做功情況一臺起重機(jī)在一臺起重機(jī)在 1分鐘分鐘 內(nèi)把內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度噸的貨物提到預(yù)定的高度.另一臺起重機(jī)在另一臺起重機(jī)在 30秒秒 內(nèi)把內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度噸的貨物提到相同的高度. 方法一方法一： 在做功大小相同的條件下比較所用的時間，在做功大小相同的條件下比較所用的時間，時間越短，做功越快時間越短，做功越快 方法二方法二： 在做功時間相同的條件下比較做功的多少，做在做功時間相同的條件下比較做功的多少，做功越多，做功越快功越多，做功越快 如果時間不同，力對物體做的功也不同那么如果時間不同，力對物體做的功也不同那么怎樣比較力做功的

2、快慢怎樣比較力做功的快慢? 可以用力對物體做的可以用力對物體做的功功和物體所用和物體所用時間時間的的比值比值來表示來表示（2）物理意義：描述力對物體物理意義：描述力對物體做功快慢做功快慢的物理量的物理量 。（3）功率的單位功率的單位:瓦特（瓦特（W）1 /1JsW3110kWW（1）定義定義：一個力所做的功一個力所做的功W跟完成這些功所用時跟完成這些功所用時間間t的比值，叫做功率。的比值，叫做功率。 公式：公式：一、功率一、功率(單位時間做功的多少單位時間做功的多少)WPt1馬力馬力=735W(4)功率是標(biāo)量：功有正負(fù)，功率也有正功率和負(fù)功率。功率是標(biāo)量：功有正負(fù)，功率也有正功率和負(fù)功率。負(fù)功

3、率通常說成是物體克服阻力做功的功率負(fù)功率通常說成是物體克服阻力做功的功率(取絕對取絕對值值)，所以計算功率時，一般不帶正負(fù)號。，所以計算功率時，一般不帶正負(fù)號。 說明 2.2.在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。1.1.機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時實際功實際功率總是小于或等于額定功率率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時間內(nèi)實際，機(jī)器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率，不允許長時間

4、超過額定功率功率略大于額定功率，不允許長時間超過額定功率 長時間運動時人的功率為數(shù)長時間運動時人的功率為數(shù)10W10W，優(yōu)秀運動員可達(dá)，優(yōu)秀運動員可達(dá)1kW1kW長時間運動馬的功率為數(shù)百瓦長時間運動馬的功率為數(shù)百瓦鯨游動時功率可達(dá)鯨游動時功率可達(dá)350kW350kW小汽車的功率為數(shù)十小汽車的功率為數(shù)十千瓦至兩百千瓦千瓦至兩百千瓦高速列車的功率可達(dá)數(shù)萬高速列車的功率可達(dá)數(shù)萬kWkW萬噸豪華游輪的功率萬噸豪華游輪的功率可達(dá)可達(dá)1 1萬萬kWkW以上以上小資料小資料一個物體在水平恒力F的作用下，以速度v勻速直線運動了一段時間t，試求這段時間t內(nèi)恒力F做功的功率?WFSWPtFSPtPFvSvt二、功

5、率和速度的關(guān)系二、功率和速度的關(guān)系FvFtPFvWFlcosPtWPFvcosPtFlcosvFv1v2FvF2F1PvFcosPFvcosvtl二、功率和速度的關(guān)系二、功率和速度的關(guān)系PFv1.作用力方向與運動方向一致時，有：作用力方向與運動方向一致時，有：P = F v 對公式對公式“P = F v cos”的理解的理解：3.若若v表示瞬時速度，則表示瞬時速度，則P表示瞬時功率表示瞬時功率.2.若若v表示平均速度，則表示平均速度，則P表示平均功率表示平均功率二、功率和速度的關(guān)系二、功率和速度的關(guān)系PFv 對公式對公式P=Fv討論：討論： F一定時一定時，物體運動速度越大，功率物體運動速度越

6、大，功率P也越大也越大，例如汽車、輪船的牽引力一定時，速度越大，單位例如汽車、輪船的牽引力一定時，速度越大，單位時間內(nèi)消耗能量也越大，輸出功率越大。時間內(nèi)消耗能量也越大，輸出功率越大。 V一定時一定時，F(xiàn)越大，越大，P越大越大，例如汽車、輪，例如汽車、輪船的速度一定時，裝載貨物越多，需要的牽引力船的速度一定時，裝載貨物越多，需要的牽引力越大，單位時間內(nèi)消耗的能量越大，輸出功率也越大，單位時間內(nèi)消耗的能量越大，輸出功率也越大。越大。 P一定時一定時，F(xiàn)與與v成反比，即做功的力越大，成反比，即做功的力越大，其速度就越小其速度就越小。當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)功率一定時，要增。當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)功率一定時，要增大牽引力

7、，就要減小速度所以汽車上坡時，司大牽引力，就要減小速度所以汽車上坡時，司機(jī)用換擋的辦法減小速度來得到較大的牽引力機(jī)用換擋的辦法減小速度來得到較大的牽引力1 1、關(guān)于功率，下列說法中正確的是、關(guān)于功率，下列說法中正確的是A.A.功率是說明做功多少的物理量功率是說明做功多少的物理量B.B.功率是說明力做功快慢的物理量功率是說明力做功快慢的物理量C.C.做功時間越長，功率一定小做功時間越長，功率一定小D.D.力做功越多，功率一定大力做功越多，功率一定大2.2.某人用同一水平力某人用同一水平力F 先后兩次拉同一物體，先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距離第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距

8、離l ，第，第二次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)距離二次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)距離l，若先后，若先后兩次拉力做的功為兩次拉力做的功為W1和和W2 ，拉力做功的功率是，拉力做功的功率是P1和和P2 ，則（，則（ ）A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1P2 C.W1W2，P1P2 D.W1W2，P1=P2（1）平均功率：描述在）平均功率：描述在一段時間內(nèi)一段時間內(nèi)做功的平做功的平均快慢均快慢 用用P=w/t計算計算； 若用若用P=Fv計算，計算，v為為t時間內(nèi)的平均速度時間內(nèi)的平均速度（2）瞬時功率：表示在）瞬時功率：表示在某一時刻某一時刻做功的做功的 快慢?？炻?。 如果時間如果時間t足夠

9、小，足夠小，P=w/t，表示的就是，表示的就是瞬時功率瞬時功率 若用若用P=Fv計算，計算，v為瞬時速度為瞬時速度 三、平均功率和瞬時功率三、平均功率和瞬時功率1.關(guān)于功率以下說法中正確的是（）關(guān)于功率以下說法中正確的是（）A、據(jù)據(jù) P=W/t可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大B、據(jù)據(jù) P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比可知，汽車牽引力一定與速度成反比C、據(jù)據(jù) P=W/t可知，只要知道時間可知，只要知道時間t內(nèi)機(jī)器所做的功，內(nèi)機(jī)器所做的功， 就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻機(jī)器做功的功率就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻機(jī)器做功的功率D、根據(jù)根據(jù) P=Fv可知，發(fā)動機(jī)

10、功率一定時，交通工可知，發(fā)動機(jī)功率一定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比。具的牽引力與運動速度成反比。練習(xí)練習(xí)D從空中以從空中以40m/s40m/s的初速度平拋一個重力為的初速度平拋一個重力為10N10N的物體，物體在空中運動的物體，物體在空中運動3s3s落地若不計空落地若不計空氣阻力，取氣阻力，取g=1g=10 0m/sm/s2 2，求：，求： (1) (1) 物體落地時重力的瞬時功率；物體落地時重力的瞬時功率； (2) (2) 物體下落過程中重力的平均功率物體下落過程中重力的平均功率例題：如圖所示，位于水平面上的物體例題：如圖所示，位于水平面上的物體A，在斜向上的，在斜向上的恒定拉力作用

11、下，正以恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做勻速直線的速度向右做勻速直線運動。已知運動。已知F的大小為的大小為100N，方向與速度，方向與速度v的夾角為的夾角為37，求：，求：物體向右運動物體向右運動10s的過程中，拉力的過程中，拉力F對它做多少功？對它做多少功？ 拉力拉力F對物體做功的功率是多大？對物體做功的功率是多大？ (sin3700.6，cos3700.8) 2.同一恒力按同樣方式施于靜止物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平拋面移動相同一段距離時，恒力的功和平均功率分別為w1、p1和w2、p2，則二者的關(guān)系是（ ） A.W1w2 、 p1p2 BW1=w2、p1p2 D.

12、W1w2 、 p1p2BWFs12ttWPt12pp12WW分析：3.一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t=T時刻F的功率是（ ）A B C DmTF22 mTF2 mTF22mTF222C質(zhì)量質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力的物體，在水平力F=6N的作用下，的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運動，運動時間在光滑的水平面上從靜止開始運動，運動時間t=3s，求：求：（1）力）力F在在t=3s內(nèi)內(nèi)對物體做的對物體做的功功；（2）力）力F在在t=3s內(nèi)內(nèi)對物體做功的對物體做功的平均功率平均功率；（3）力）力F在在3s末末對物體做功的對物體做

13、功的瞬時功率瞬時功率。一個質(zhì)量是一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方的物體，從地面上方30m高處開高處開始做自由落體運動。（始做自由落體運動。（g取取10m/s2)（1）前）前2s內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？（2）第）第2s末重力對物體做功的功率是多大？末重力對物體做功的功率是多大？100W200W解解:已知已知m=1.0kg g= 10m/s2(1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J,所以所以:前前2S內(nèi)重力對物體做功的功率為內(nèi)重力對物體做功的功率為:P=WG/t=100W(2)第第2S末的速度末的速度Vt=gt=20m/s公式公式P

14、=FV可知可知:P=FV=mgVt=200W1.功率是表示物體做功快慢的物理量2.定義式：WPt3.功率的另一表達(dá)式：PFv該式用于求瞬時功率、平均功率該式用于求瞬時功率、平均功率該式一般用于求平均功率該式一般用于求平均功率小小 結(jié)結(jié)機(jī)器正常工作時的機(jī)器正常工作時的最大輸最大輸出功率出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)明值。，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)明值。是指機(jī)器工作中是指機(jī)器工作中實際輸出實際輸出的的功率功率（機(jī)器不一定在額定功率下工作）。（機(jī)器不一定在額定功率下工作）。1.1.實際功率總小于或等于額定功率。實際功率總小于或等于額定功率。機(jī)器只能在短暫時間內(nèi)實際機(jī)器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率

15、，不允許長時間超過額定功率功率略大于額定功率，不允許長時間超過額定功率2.2.在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物體做功的在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。 功率和機(jī)械效率功率和機(jī)械效率 1、功率是描述物體做功快慢程、功率是描述物體做功快慢程度的物理量度的物理量2、機(jī)械效率是描述機(jī)械做功時、機(jī)械效率是描述機(jī)械做功時有效利用率的物理量有效利用率的物理量tWP FvP vP = F v 汽車加速運動的情況有兩種：汽車加速運動的情況有兩種：1、以、以額定功率額定功率P額額啟動啟動;2、在、在

16、恒定的牽引力恒定的牽引力F作用下啟動。作用下啟動。P = F v以額定功率以額定功率P額額啟動啟動vvPF額牽mfFa阻牽fPvafFm額牽0vvPF額牽mfFa阻牽以額定功率以額定功率P額額啟動啟動3、靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率起靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率起動，在開始的一小段時間內(nèi)，列車的運動狀態(tài)動，在開始的一小段時間內(nèi)，列車的運動狀態(tài)是（是（ ） A、列車做勻加速直線運動、列車做勻加速直線運動 B、列車的速度和加速度均不斷增加、列車的速度和加速度均不斷增加 C、列車的速度增大，加速度減小、列車的速度增大，加速度減小 D、列車做勻速運動、列車做勻速運動 例：例：汽車發(fā)動機(jī)的額

17、定功率為汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，汽車的質(zhì)量為，汽車的質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，倍，g=10m/s2。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后:汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的加速度為當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時速度多大？時速度多大？當(dāng)汽車的速度為當(dāng)汽車的速度為6m/s時加速度多大？時加速度多大？mafF牽1、沒有達(dá)到最大速度時，有瞬時加速度。、沒有達(dá)到最大速度時，有瞬時加速度。fPFPvm額牽額2、達(dá)到最大速度時，、達(dá)到最大速度時，a=0 注意：發(fā)動機(jī)的功率

18、指注意：發(fā)動機(jī)的功率指牽引力的功率牽引力的功率而不是指合而不是指合外力或阻力的功率。外力或阻力的功率。汽車的兩種運動狀態(tài)汽車的兩種運動狀態(tài)vPF額牽1、卡車在水平公路上行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為卡車在水平公路上行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為66 kW，卡車所受阻力隨行駛速度而增大，在這個，卡車所受阻力隨行駛速度而增大，在這個輸出功率下卡車以最大速度行駛時的阻力為輸出功率下卡車以最大速度行駛時的阻力為3.0103N。求此最大速度。求此最大速度。加速度加速度a a一定一定速度速度v vv=at牽引力牽引力不變不變達(dá)到最大達(dá)到最大速度速度vm變加速直線運動變加速直線運動功率功率P PPf 以恒定的牽引力以恒定的牽引力F F啟動啟動2、當(dāng)當(dāng)F=f時時速度最大速度最大1、先先勻加速勻加