4.2 功率 課件 高一下學(xué)期物理粵教版（2019）必修第二冊(cè)

第四章機(jī)械能及其守恒定律4.2功率一、做功快慢的描述一、功的概念：

如果一個(gè)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(gè)力對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)一、做功快慢的描述在工地，用三種方式,將1噸的材料從地面搬到五樓一：由搬運(yùn)工搬運(yùn),用時(shí)3小時(shí)二：用起重機(jī)搬運(yùn),用時(shí)15分鐘三：用升降機(jī)搬運(yùn),用時(shí)5分鐘(1)三種方式搬運(yùn),對(duì)材料做功是否相同?(2)三種方式對(duì)應(yīng)的時(shí)間不同,做功的快慢如何描述?一、做功快慢的描述（2）理解：做功除以對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

（3）公式：（4）單位:瓦特（W）（1）定義：力對(duì)物體做功快慢的物理量。

一、功率（標(biāo)量）(平均功率)二、功率與力、速度小球在恒力F拉動(dòng)，以v勻速直線運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間t，計(jì)算這段時(shí)間內(nèi)F做功的功率?二、功率與力、速度W＝Fscos θP＝tWP＝FvcosθP＝tFscosθv＝tS當(dāng)F與v的夾角為θ時(shí)

公式P＝Fv適用條件(1)功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，一般用來(lái)求平均功率;(2)當(dāng)時(shí)間t→0時(shí)，可由定義式確定瞬時(shí)功率。(1)功率的計(jì)算式，僅適用于F與v同向的情況，若不同向，=Fvcosα;(2)v為平均速度時(shí)功率為平均功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)功率為瞬時(shí)功率聯(lián)系(1)公式P＝Fv是的推論;(2)功率P的大小與W、t無(wú)關(guān)。二、功率與力、速度二、功率與力、速度2．在交通工具中公式P＝Fv中三個(gè)量的制約關(guān)系定值各量間的關(guān)系應(yīng)用P一定F與v成反比汽車上坡時(shí)，要增大牽引力，應(yīng)換低速擋減小速度v一定F與P成正比汽車上坡時(shí)，要使速度不變，應(yīng)加大油門，增大輸出功率，獲得較大牽引力F一定v與P成正比汽車在高速路上，加大油門增大輸出功率，可以提高速度二、功率與力、速度汽車在行駛的過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率等于額定功率。

汽車功率汽車的牽引力汽車的瞬時(shí)速度汽車加速運(yùn)動(dòng)的情況有兩種：1、以額定功率P額啟動(dòng);2、在恒定的牽引力F作用下勻加速啟動(dòng)。二、功率與力、速度瞬時(shí)速度V↑牽引力F↓加速度a↓以額定功率P額啟動(dòng)二、功率與力、速度加速度a一定速度vv=at牽引力不變達(dá)到最大速度vm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(shí)F>f

以恒定的牽引力F啟動(dòng)2、當(dāng)F=f時(shí)速度最大1、先勻加速再變加速最后勻速變加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)二、功率與力、速度0～t1階段，機(jī)車勻加速v增大P增大t1時(shí)刻，機(jī)車達(dá)額定功率t1～t2階段，機(jī)車以額定功率繼續(xù)加速，同情況1v增大，F(xiàn)減小，一直到a=0三、生產(chǎn)和生活中常見的機(jī)械功率在生產(chǎn)中，功率是衡量機(jī)械性能的重要指標(biāo).在生產(chǎn)和生活中有各式各樣的機(jī)械，下表給出了一些常見機(jī)械的功率。名稱功率P/W名稱功率P/W電動(dòng)摩托車800國(guó)產(chǎn)小轎車(5.0-18.0)×1O?公交車（8.0-15.0）×104普通火車（2.4-3.0）×105高鐵（4.8-11.0）×106萬(wàn)噸級(jí)遠(yuǎn)洋輪船發(fā)動(dòng)機(jī)7.4×106大型軋鋼機(jī)3.7×107噴氣式客機(jī)2.0×108三、生產(chǎn)和生活中常見的機(jī)械功率近年來(lái)，隨著石油資源的緊缺和環(huán)保意識(shí)的提升，純電動(dòng)汽車(如圖所示)、燃料電池汽車和太陽(yáng)能汽車等新能源汽車快速發(fā)展。在理論與技術(shù)的支持下，新能源汽車的各項(xiàng)性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率等）不亞于一般的燃油汽車，已逐步得到人們的認(rèn)可。三、生產(chǎn)和生活中常見的機(jī)械功率現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為土壤耕作機(jī)械、作物收獲機(jī)械(如圖所示)和農(nóng)業(yè)運(yùn)輸機(jī)械等的配套動(dòng)力設(shè)備，其輸出功率不斷提升，減輕了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的負(fù)擔(dān)，顯著提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。三、生產(chǎn)和生活中常見的機(jī)械功率在航空航天領(lǐng)域，發(fā)動(dòng)機(jī)是航空航天設(shè)備的心臟，需要滿足功率大、質(zhì)量小、安全性好等要求，是當(dāng)今世界上研發(fā)最困難、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的工程機(jī)械系統(tǒng)之一。如圖所示為我國(guó)自行研制的發(fā)動(dòng)機(jī)，已裝配在大飛機(jī)C919上。四、練習(xí)鞏固例1

(多選)關(guān)于功率，以下說(shuō)法正確的是(

)A.單位時(shí)間內(nèi)物體做功越多，其功率越大B.物體做功越多，它的功率就越大C.物體做功越快，它的功率就越大D.額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大輸出功率ACD四、練習(xí)鞏固例2如圖所示，一臺(tái)起重機(jī)從靜止開始勻加速地將一質(zhì)量m＝1.0×103kg的貨物豎直吊起，在2s末貨物的速度v＝4m/s，重力加速度g取10m/s2，則起重機(jī)在這2s內(nèi)拉力的平均功率及2s末拉力的瞬時(shí)功率分別為(

)BA.2.4×104W

2.4×104WB.2.4×104W

4.8×104WC.4.8×104W

2.4×104WD.4.8×104W

4.8×104W四、練習(xí)鞏固例4(多選)(2023·湖南長(zhǎng)沙高二月考)大型汽車上坡時(shí)，司機(jī)一般都將變速擋換到低速擋位上；而小型汽車上坡時(shí)，司機(jī)一般加大油門，這樣做主要是為了(

)A.前者通過(guò)減小速度，使汽車獲得較大的牽引力B.后者通過(guò)增大功率，使汽車獲得較大的牽引力C.兩種操作方式都是使汽車獲得較大的功率D.兩種操作方式都是為了節(jié)省燃料AB四、練習(xí)鞏固例1在水平路面上運(yùn)動(dòng)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(g取10m/s2)，則：(1)若汽車以不變的額定功率從靜止啟動(dòng)，汽車的加速度如何變化？(2)當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)，速度為多大？(3)汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度是多少？四、練習(xí)鞏固例2在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車的額定功率為60kW，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上所受到的阻力大小恒為5×103N，求： (1)汽車所能達(dá)到的