功率(公開課最終版)

第七節(jié)功率任課教師:2021/5/91復(fù)習(xí)：一、功的概念：如果一個物體受到力的作用，且物體在力的方向上發(fā)生一段位移，這個力對物體做了功。二、功的表達(dá)式：三、各種能量的轉(zhuǎn)化需要靠做功來實現(xiàn)2021/5/92小實驗A、B兩個人從一樓走到三樓，已知每層樓高4米，問：1、誰克服重力做的功多？2、誰克服重力做功的快？2021/5/93一臺耕地機(jī)一天能耕地約20畝田地一頭牛一天能耕地五畝田地誰做的功快?2021/5/94一部收割機(jī)一天能收割數(shù)十畝水稻一個農(nóng)民一天能收割一畝水稻誰做的功快?2021/5/95誰做的功快?老農(nóng)挑水抽水機(jī)抽水2021/5/96（2）計算：用所做的功除以所用的時間。

（3）公式：（4）功率的單位:瓦特（W）（1）定義：功率是表示力對物體做功快慢的物理量。

一、功率(單位時間做功的多少)2021/5/97長時間運(yùn)動時人的功率為數(shù)10W，優(yōu)秀運(yùn)動員可達(dá)1kW長時間運(yùn)動馬的功率為數(shù)百瓦鯨游動時功率可達(dá)350kW小汽車的功率為數(shù)十千瓦至兩百千瓦高速列車的功率可達(dá)數(shù)萬kW萬噸豪華游輪的功率可達(dá)1萬kW以上小資料2021/5/98

一個物體在水平恒力F的作用下，以速度v勻速直線運(yùn)動了一段時間t，試求這段時間t內(nèi)恒力F做功的功率?思考與推理二、功率和速度的關(guān)系2021/5/99平均功率：描述在一段時間內(nèi)做功的平 均快慢瞬時功率：表示在某一時刻做功的快慢討論：

分別可以用哪個公式求平均功率和瞬時功率？三、平均功率和瞬時功率2021/5/9101、求平均功率（v是平均速度）2、求瞬時功率（v是瞬時速度）比較常用2021/5/911例題：如圖所示，位于水平面上的物體A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v＝2m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動。已知F的大小為100N，方向與速度v的夾角為37°，求：⑴物體向右運(yùn)動10s的過程中，拉力F對它做多少功？⑵拉力F對物體做功的功率是多大？

(sin370＝0.6，cos370＝0.8)【答案】W=1600JP=160W

功率P=Fv

cosα2021/5/9121.關(guān)于功率以下說法中正確的是（）A、據(jù)P=W/t可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大B、據(jù)P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比C、據(jù)P=W/t可知，只要知道時間t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D、根據(jù)

P=Fv可知，發(fā)動機(jī)功率一定時，交通工具的牽引力與運(yùn)動速度成反比。練習(xí)D2021/5/9132.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.W1>w2、p1>p2B．W1=w2、p1<p2

C.W1=w2、p1>p2D.W1<w2、p1<p2B分析：2021/5/9143.一質(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．D．

C分析：2021/5/9154、質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動時間t=3s，求：（1）力F在t=3s內(nèi)對物體做的功；（2）力F在t=3s內(nèi)對物體做功的平均功率；（3）力F在3s末對物體做功的瞬時功率?！敬鸢浮?4J，18W

，36W解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3sa=F/m=2m/s2;s=v0t+1/2at2=9m,vt=v0+at=6m/s(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P1=FVt=36W2021/5/9165、一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方30m高處開始做自由落體運(yùn)動。（g取10m/s2)（1）前2s內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？（2）第2s末重力對物體做功的功率是多大？100W200W解:已知m=1.0kgg=10m/s2(1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J,所以:前2S內(nèi)重力對物體做功的功率為:P=WG/t=100W(2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s公式P=FV可知:P=FV=mgVt=200W2021/5/9171.功率是表示物體做功快慢的物理量2.定義式：3.功率的另一表達(dá)式：該式用于求瞬時功率、平均功率該式一般用于求平均功率小結(jié)2021/5/918額定功率和實際功率額定功率：機(jī)器正常工作時的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。實際功率：是指機(jī)器工作中實際輸出的功率（機(jī)器不一定在額定功率下工作）。

※實際功率總小于或等于額定功率。2021/5/919v汽車的功率汽車在行駛的過程中，發(fā)動機(jī)的最大功率等于額定功率。P=Fv汽車功率汽車的牽引力汽車的瞬時速度

汽車加速運(yùn)動的情況有兩種：1、以額定功率P額啟動;2、在恒定的牽引力F作用下啟動。2021/5/920第七節(jié)功率P=Fv汽車功率汽車的牽引力汽車的瞬時速度2021/5/921以額定功率P額啟動v瞬時速度V↑牽引力F↓加速度a↓F>fa>0F=f，a=0V最大

結(jié)論：在額定功率下，當(dāng)汽車做勻速運(yùn)動時，速度最快。2021/5/922v瞬時速度V↑牽引力F↓加速度a↓F>fa>0F=f，a=0V最大變加速勻速以額定功率P額啟動2021/5/9233、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(yùn)動狀態(tài)是（）

A、列車做勻加速直線運(yùn)動

B、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

D、列車做勻速運(yùn)動√2021/5/924例：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，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0.1倍，g=10m/s2。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后:①汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？②當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時速度多大？③當(dāng)汽車的速度為6m/s時加速度多大？12m/s4m/s1m/s22021/5/9251、沒有達(dá)到最大速度時，有瞬時加速度。2、達(dá)到最大速度時，a=0

注意：發(fā)動機(jī)的功率指牽引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。汽車的兩種運(yùn)動狀態(tài)2021/5/9262、火車在運(yùn)行中保持額定功率2500kw，火車的總質(zhì)量是1000t，所受阻力恒定為156000N，（1）火車的加速度是1m/s2，速度是多大？（2）火車的速度是時12m/s，加速度是多少？（3）火車的最大速度是多少？1、卡車在水平公路上行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為66kW，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3.0×103N。求此最大速度?！敬鸢浮縱m=22m/s2m/s0.05m/s216m/s2021/5/927加速度a一定速度vv=at牽引力不變勻加速直線運(yùn)動達(dá)到最大速度vm變加速直線運(yùn)動功率PP<P額，繼續(xù)勻加速vFa

保持P額繼續(xù)加速達(dá)到P額時F>f

以恒定的牽引力F啟動2、當(dāng)F=f時速度最大1、先勻加速再變加速最后勻速2021/5/928以恒定a啟動的vtvm勻加變加勻速2021/5/929例2：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，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0.1倍，g=10m/s2。①若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時間？②汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？F=7500Nv=8m/st=16s2021/5/930vt第一種情況：汽車以恒定功率啟動第二種情況：汽車以恒定加速度啟動vm共同點(diǎn):當(dāng)F牽=f阻,a=0,汽車做勻速直線運(yùn)動時,V到達(dá)最大值,P=P額2021/5/931例2：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60KW，汽車的質(zhì)量為5t，汽車在水平