高一物理《功率》课件

一头牛一天 能耕地五亩 田地
一台耕地机一天 能耕地约20亩 田地
谁做的功快? 一个农民一天 能收割一亩水 稻
一部收割机一天 能收割数十亩水 稻
谁做的功快?
抽水机抽水 老农挑水
一、功率
（1）定义：功率是表示力对物体做功 快慢的物理量。 （2）计算：用所做的功除以所用的时间。
W （3）公式： P t
F=7500N
P额 F牵v
v=8m/s
v at
t=16s
• 第二种情况： • 第一种情况： 汽车以恒定功率启动 汽车以恒定加速度启动
v vm
共同点:当F牵=f阻,a=0,汽车做匀速直线运动 时,V到达最大值,P=P额
t
例2：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量 为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍， g=10m/s2。 （1）汽车保持额定功率不变从静止启动后，
3、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起
动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态
是（ ）
A、列车做匀加速直线运动 C、列车的速度增大，加速度减小 √
D、列车做匀速运动 B、列车的速度和加速度均不断增加
例：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t， 汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍， g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: ①汽车所能达到的最大速度是多大？
解:已知m=1.0kg g= 10m/s2 (1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J, 所以:前2S内重力对物体做功的功率为: P=WG/t=100W (2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s 公式P=FV可知: P=FV=mgVt=200W
小结
1.功率是表示物体做功快慢的物理量
复习：
一、功的概念： 如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向 上发生一段位移，这个力对物体做了功。
二、功的表达式： W
Fl cos
三、各种能量的转化需要靠做功来实现
小实验
A、B两个人从一楼 走到三楼，已知每 层楼高4米，问：
1、谁克服重力做的 功多？
2、谁克服重力做功 的快？
谁做的功快?
①汽车所能达到的最大速度是多大？ ②当汽车的加 速度为2m/s2时速度多大？ ③当汽车的速度为6m/s时 加速度多大？
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做 匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？
F牵 f ma
F=7500N
P额 F牵v
v=8m/s
v at
t=16s
二、功率和速度的关系
思考与推理
P Fv
一个物体在水平恒力F的作用下，以速度 v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内 恒力F做功的功率?
v
F
W P t
W FS
t
FS P t S vt
P Fv
三、平均功率和瞬时功率
平均功率：描述在一段时间内做功的平 均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 讨论： 分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时 功率？ W
2.同一恒力按同样方式施于静止物体上，使它分 别沿着粗糙水平地面和光滑水平抛面移动相同一 段距离时，恒力的功和平均功率分别为w1、p1 和w2、p2，则二者的关系是（B）
A.W1>w2 、 p1>p2 C.W1=w2 、 p1>p2
B．W1=w2、p1<p2 D. W1<w2 、 p1<p2
分析： W
a=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=36W
5、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方30m高处开
始做自由落体运动。（g取10m/s2) （1）前2s内重力对物体做功的功率是多大？ 100W （2）第2s末重力对物体做功的功率是多大？ 200W
Fs
W P t
W1 W2
t1 t2
p1 p2
3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上， 从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力 作用在该木块上，在t=T时刻F的功率是 （ ）C F 2T 2 F 2T F 2T D．2T 2 F A． B． C．
2m
2m
m
m
分析：
F a m
v aT
(sin370＝0.6，cos370＝0.8)
功率
【答案】W=1600J P= 160W
P = F v cosα
练习
1.关于功率以下说法中正确的是（
D
）
A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大 B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率 D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工 具的牵引力与运动速度成反比。
P额 f
F>f a>0 加速度 a↓
以额定功率P额启动
v
瞬时速度
V↑
F牵
牵引力
P额 v
变加速
匀速
F↓
a F牵 f阻 m
F>f a>0 加速度 a↓
F=f，a=0
V最大
以恒定的牵引力F启动 P<P额，继续匀加速
加速度a 一定
v=at
速度v
牵引力 不变
P Fv
功率P
匀加速直线运动
达到P额时 保持P v 额 F>f 继续加速 a
以恒定a启动的
v vm
变加
匀速
匀加
t
例2：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为
5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，
g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速 直线运动，这一过程能维持多长时间？ ②汽车所能达到的最大速度是多大？
F牵 f ma
F
达到最大 速度vm
1、先匀加速再变加速最后匀速 变加速直线运动 2、当F=f时速度最大
例题：如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的
恒定拉力作用下，正以v＝2m/s的速度向右做匀速直线
运动。已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为 37°，求： ⑴物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？ ⑵拉力F对物体做功的功率是多大？
2、在恒定的牵引力F作用下启动。
第七节
功
率
P=F v
汽 车 功 率 汽 车 的 牵 引 力 汽 车 的 瞬 时 速 度
以额定功率P额启动
v
瞬时速度
V↑
F牵
牵引力
P额 v
结论：在额定功率下， 当汽车做匀速运动时，速度 最快。
F牵 f a0 vm
F=f，ห้องสมุดไป่ตู้=0
V最大
F↓
a F牵 f阻 m
12m/s
②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 4m/s
③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？ 1m/s2
1、卡车在水平公路上行驶，发动机的输出功率为
66 kW，卡车所受阻力随行驶速度而增大，在这个
输出功率下卡车以最大速度行驶时的阻力为
3.0×103N。求此最大速度。【答案】vm= 22 m/s 2、火车在运行中保持额定功率2500kw，火车的总 质量是1000t，所受阻力恒定为156000N， （1）火车的加速度是1m/s2，速度是多大？ 2m/s （2）火车的速度是时12m/s，加速度是多少？0.05m/s2 （3）火车的最大速度是多少？ 16m/s
W 2.定义式： P t
该式一般用于求平均功率
3.功率的另一表达式：P
Fv
该式用于求瞬时功率、平均功率
额定功率和实际功率 额定功率：机器正常工作时的最大输出功率，也
就是机器铭牌上的标称值。
实际功率：是指机器工作中实际输出的功率（机
器不一定在额定功率下工作）。
※实际功率总小于
或等于额定功率。
F 2T P Fv m
4、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，
在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，
求：
【答案】54J，18W ，36W
（1）力F在t=3s内对物体做的功；
（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率；
（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3s
P t
P Fv
1、求平均功率
W P 比较常用 t
P Fv （v是平均速度）
2、求瞬时功率
P Fv （v是瞬时速度）
汽车的功率
v
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P=F v
汽 车 功 率 汽 车 的 牵 引 力 汽 车 的 瞬 时 速 度
汽车加速运动的情况有两种： 1、以额定功率P额启动;
(单位时间做功的多少)
（4）功率的单位: 瓦特（W）
1J / s 1W 3 1kW 10 W
小资料
长时间运动时人的功率为数 长时间运动马的功率为数百瓦 10W，优秀运动员可达1kW
鲸游动时功率可达350kW
小汽车的功率为数十 千瓦至两百千瓦
高速列车的功率可达数万kW
万吨豪华游轮的功率 可达1万kW以上