功 率 課件(教科版必修2)

2功率一、功率的含義物理意義：功率是表示

的物理量．定義：

跟

的比值叫做功率．定義式：

．單位：在國際單位制中，功率的單位是

，簡稱

，符號是

．

1W＝

J/s，1kW＝

W做功快慢功W完成這些功所用時間t瓦特瓦W1103功率有平均功率和瞬時功率之分，用公式

計算的是一段時間內(nèi)的

．額定功率和實際功率

(1)額定功率：指電動機、內(nèi)燃機等動力機械在

條件下可以長時間工作的

功率．

(2)實際功率：指電動機、內(nèi)燃機等動力機械工作時

的功率． 實際功率往往

額定功率，但在特殊情況下，如汽車越過障礙時，可以使實際功率在短時間內(nèi)大于額定功率．平均功率正常最大實際消耗小于二、功率、力和速度之間的關(guān)系當(dāng)一個力與物體運動方向在同一條直線上時，力對物體做功的功率，等于

與受力物體

的乘積．公式：

________ (1)若v是平均速度，則P＝Fv計算的是一段時間內(nèi)的平均功率；

(2)若v是瞬時速度，則P＝Fv計算的是某一時刻的瞬時功率．從P＝Fv可以看出，當(dāng)發(fā)動機的功率一定時，牽引力F與速度v成

，要增大牽引力，就要

速度．力運動速度P＝Fv反比減小思考：汽車上坡時，司機為什么要用“換擋”的辦法減小速度？在平直公路上可以使高擋？提示：汽車上坡時，司機要換低擋減小速度，得到較大的牽引力；在平直公路上，汽車受到的阻力較小，這時可以使用高擋，在發(fā)動機功率相同的情況下使汽車獲得較高的速度.功率的定義式計算的是在一段時間內(nèi)的功率；在公式P＝

F·v中，若v為平均速度，則計算出的功率為該段時間內(nèi)的平均功率；若v為某一時刻的瞬時速度，則計算出的功率為該時刻的瞬時功率．對速度v的理解要注意以下幾點：①物體的速度可以是恒定的，也可以是變化的；②物體速度的大小、方向都發(fā)生變化時，仍可以求力的功率．注意：平均功率對應(yīng)的是一段時間或一個過程，并且同一力在不同的時間段的平均功率一般不等，講平均功率必須講清是做功的力在哪一段時間內(nèi)或哪一個過程中的平均功率；瞬時功率對應(yīng)的是某一時刻或某一位置，講瞬時功率必須講清是做功的力在哪個時刻或哪個位置的瞬時功率．②機車以恒定加速度啟動的運動過程分析(如圖4－2－2所示)兩種過程的v－t圖對比

圖4－2－1圖4－2－2功率的概念和計算

【典例1】

從空中以40m/s的初速度水平拋一個重為10N的 物體，物體在空中運動3s落地．不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地時的重力的瞬時功率為(

)．

A．400W B．300W C．500W D．700W解析根據(jù)P＝F·vcos

α知：vcos

α為平拋運動在某時刻的豎直分量vy，所以3秒末重力的瞬時功率P＝mgvy.平拋運動在豎直方向為自由落體運動，所以3秒末的豎直分速度vy＝gt＝3×10m/s＝30m/s，重力在3秒末的瞬時功率為P＝mgvy＝10×30W＝300W，正確答案為B.答案B【變式1】

質(zhì)量相同的A、B兩球，分別從同一高度以不同的初速度水平拋出，A球初速vA小于B球初速vB，不計空氣阻力，則從拋出到落地過程中有(

)．

A．重力對A球做功的平均功率小些

B．重力對A、B兩球做功的平均功率相同

C．落地時B球的重力瞬時功率較大

D．落地時A、B兩球的重力瞬時功率相等答案BD機車的啟動問題

【典例2】

在水平路面上運動的汽車的額定功率為100kW， 質(zhì)量為10t，設(shè)阻力恒定，且為車重的0.1倍，求：

(1)汽車在運動過程中所能達到的最大速度．

(2)若汽車以0.5m/s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，這一過程能維持多長時間？

(3)若汽車以額定功率不變從靜止啟動后，當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時，速度多大？答案(1)10m/s

(2)13.4s

(3)3.3m/s答案D用圖像法巧解機車運動問題不少問題若通過一般計算法進行分析處理，往往很難順利地、鮮明地得出結(jié)論，而用圖像法有時會事半功倍，簡潔明了．【典例3】

如圖4－2－3所示，完全相同的兩輛汽車，以相同速度在平直的公路上并排勻速行駛，當(dāng)它們從車上輕推下質(zhì)量相同的物體后，甲車保持原來的牽引力繼續(xù)前進，乙車保持原來的功率繼續(xù)前進，一段時間后(

)．

A．甲車超前

B．乙車超前

C．仍齊頭并進

D．先是甲車超前，后乙車超前圖4－2－3解析如果考慮列式分析，恐難以解決．那么我們利用所熟悉的勻加速運動和功率不變條件下的速度—時間圖像解決此題就十分方便了．兩輛車以相同的速度并排行駛時，當(dāng)同時從兩輛車上輕推下質(zhì)量相同的物體，它們所受阻力必定有所減小，使?fàn)恳Υ笥谧枇?，速度增大．不過此后，甲車保持原來的牽引力則做勻加速運動；乙車保持功率不變(P＝Fv，速度增大，則牽引力減小)做加速度越來越小的加速運動．容易看出，它們的初速度一致，勻加速運動的圖線一定是功率不變的加速運動圖線在零時刻的切線，很明顯乙曲線與時間軸圍成的面積小于甲圖線與時間軸圍成的面積，即相同時間內(nèi)乙的位移小于甲的位移．故甲車一定超前乙車，所以本題應(yīng)選A.答案A

功率的概念和計算1．一臺起重機從靜止起勻加速地將質(zhì)量m＝1.0×103kg的貨 物豎直吊起，在2s末貨物的速度v＝4.0m/s.求起重機在這2s內(nèi)的平均輸出功率及2s末的瞬時功率．(g＝10m/s2)答案2.4×104W

4.8×104W2．質(zhì)量為m＝2kg的木塊在傾角θ＝37°的斜面上由靜止開 始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(斜面足夠長) (1)前2s內(nèi)重力做的功；

(2)前2s內(nèi)重力的平均功率；

(3)2s末重力的瞬時功率．答案(1)48J

(2)24W

(3)48W機車的啟動問題3．質(zhì)量為2t的汽車，發(fā)動機的牽引功率為30kW，在水平 公路上，能達到的最大速度為15m/s，當(dāng)汽車的速度為10m/s時的加速度為(

)．

A．0.5m/s2 B．1m/s2 C．1.5m/s2 D．2m/s