功與功率+高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

功和功率思考與討論起重機甲在30s內把1噸的貨物勻速提高了10m。另一臺起重機乙在30s內把1噸的貨物勻速提高了5m。1、這兩個起重機對貨物做功的有什么關系？甲大于乙2、這兩個起重機哪一個做功的快？甲比乙快3、你是怎么比較它們做功快慢的？時間相同，做的功越多，做功越快乙起重機在30秒內把1噸的貨物提到相同的高度甲起重機在60秒內把1噸的貨物提到預定的高度1、這兩個起重機對貨物做的功有什么關系？相同2、這兩個起重機哪一個做功的快？乙比甲快3、你又是怎么比較它們做功快慢的？做功相同，時間越短，做功越快

兩球同時從不同高度作自由落體運動，如圖所示，若m1=0.5kg，m2=2kg，h1=20m，h2=5m，則重力對兩球做的功分別為多少?(g=10m/s2)h1h2兩球完成做功過程所需的時間又分別為多少？如何來比較做功的快慢？？1、物理意義：是表示力對物體做功快慢的物理量。

3、公式：

4、功率是標量：功率表示做功過程中能量轉化的快慢。5、功率的單位：瓦特（W）常用單位：

kW一、功率的概念2、定義：功W跟完成這些功所用時間t的比值（單位時間內做功的多少）W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tl二、功率與速度的關系1、推導：二、功率與速度的關系2、對公式P=F·v的理解：(1)力F與速度v是同一物體的兩個物理量,且具有同時性；(2)力F可以是恒力,也可以是變力；可以是某一個力,也可以是幾個力的合力；(3)速度可能是恒定的,也可能是變化的；可以是瞬時速度,也可以是平均速度；定值各量間的關系應用P一定F與v成反比汽車上坡時，要增大牽引力，應換擋減小速度v一定P與F成正比汽車上坡時，要使速度不變，應加大油門，增大輸出功率，獲得較大的牽引力F一定P與v成正比汽車在高速公路上，加大油門，增大輸出功率，可以提高速度（4）P、F、v的制約關系二、功率與速度的關系三、平均功率與瞬時功率平均功率瞬時功率定義物體在某一段時間內做功的功率物體在某一時刻做功的功率公式物理意義只能粗略地描述物體做功的快慢能精確地描述物體做功的快慢類比物理量平均速度、平均加速度瞬時速度、瞬時加速度注意

【例2】發(fā)動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N，求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54km/h時受到的阻力不變，此時發(fā)動機輸出的實際功率是多少？Ff【解】汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力F=f=1800N由于P＝Fv，所以額定功率下的速度為：

v=P/F=33.3m/s=120km/h當汽車以速度v=54km/h=15m/s行駛時，有：

輸出功率P＝Fv=27kW

發(fā)動機輸出的功率不能無限制地增大，所以汽車上坡時，司機要用“換擋”的辦法減小速度，來得到較大的牽引力。

不過，在發(fā)動機功率一定時，通過減小速度提高牽引力或通過減小牽引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動機的額定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大功率發(fā)動機的原因。1.額定功率：是指機器正常工作時的最大輸出功率，也就是機器銘牌上的標稱值。2.實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率。2.在日常生活中，我們經常說某臺機器的功率，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。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。1.機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率。機車啟動物理量P額：額定功率P實：實際功率F：牽引力v：瞬時速度f：阻力當F=f阻時，a＝0

，v達到最大

保持vm勻速vF＝vPa＝mF－f阻↑→↓↑→→↓↓vm＝f阻P類型一：以恒定功率P額啟動F阻F牽F阻F牽vmv—t圖象加速階段的圖象勻速階段的圖象a減小的變加速運動勻速運動v0=0，P恒=P額vmvt0對關鍵時刻和關鍵位置進行圖像分析：vmvt0Pt0功率恒定不變當F=f阻時，a＝0

，v達到最大

保持vm勻速F＝vP額a＝mF－f阻↑→↓

v↑↓→→↓vm＝f阻P額加速度逐漸減小的變加速直線運動勻速直線運動a＝mF－f阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑