人教版高中物理必修二功率课件
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功和功率专题：机车启动问题 课件 -高一物理人教版(2019)必修第二册
D.此过程汽车的最大速度为43.6 m/s
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段 的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段 的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案 如图所示：
习题精讲
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总 质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版） 物理（高中必修第二册）
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下 匀加速启动。
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段 的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段 的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案 如图所示：
习题精讲
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总 质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版） 物理（高中必修第二册）
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下 匀加速启动。
高中物理(新人教版)必修第二册：功与功率【精品课件】
功的正负 不表示方向，也不表示大小。
4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。
1.物理意义：表示做功快慢的物理量
功
2.定义式：
PW t
一般用于求平均功率
率
3.计算式：P = F v cosα
一般用于求瞬时功率
4.单位：国际单位—— 瓦特 （W）
当堂小练
1.于功的概念，下列说法正确的是( C ) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越关多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小
h
一、变力做功
【典例1】如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平 面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮 距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α 和β，求绳的拉力F对物体做的功．
【分析】功是能量转化的量度，轻绳不存储能量，恒力F做功通 过绳子将能量转移到物体上，故此恒力F做功应该等于绳子对物 体做的功。
一、功
01 功的定义 （5）说明 ① 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计 算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 ②公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路 程。
mＦ M l
一、功
02 正功与负功 （1）力对物体做正功和负功的条件 根据公式：W = F l cosα 完成下表：
小
F
F1
2
F，2 其中F1为物体初状态时受到的力，
F2为物体末状态时受到的力．
一、变力做功 02 平均值法
【典例2】如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧相 连，现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧， 木块缓慢移动了x2＝0.4 m，求上述过程中拉力所做的功．
8-1 功与功率 (教学课件)——高中物理人教版(2019 ) 必修第二册
FN
F
f
θ
= F l cos37° - fl
=2000-500=1500J
G
(3)、(4)略
结论：
几个力对一个物体做功的代数和，等 于这几个力的合力对这个物体所做的功。
三、总功的求法：
•法一:先求每个力做的功，再求代数和 W总=W1+W2+W3+······
注意：需要把各个功的正负号代入运算。
•法二：先求合力，再求总功
注： P=Fv ·········(1)
• (1)式中F指的是v方向上的力。 • 若F与v互成角度α ，
则有： PF=PF/=F/V, 而 F/ =Fcos α 则，公式变为: P=Fvcosα (α为F、v夹角)
(2)公式给出P、F、v三者相互制约的关系。
<三>平均功率和瞬时功率 ：
• 1 、 平 均 功 率 ：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
F
F
α
α
l
当力的方向与位移方向成一角度α时
分析：
F2
F
α F1
根据力的等效性原理,可以把计 算F做功的问题转化为分别求F1 和F2做功的问题
∵
W1= F1l = F COSαl
W2 = 0
∴
W = W1 + W2 = F l COSα
F、 l 是大小，α是F、 l 正向间的夹角
若将位移l分解,结果如何?
• =17.3J
F θv
θ=150° F v
θ
θ=30° F θv
θ=30°
α
α=π/2
COSα
COSα= 0
W
W=0
物理意义
表示力F对 物体不做功
人教版高中物理必修二第七章第二节《功》 课件
力对物体做正功，该力成为物体运动的动力 力对物体做负功，该力成为为物体运动的阻力 四、总功的求法 1、先求每一个力所做的功，再求它们的代数和； 2、先求合力，再求合力所做的功。
2、功的单位 国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
3、此公式仅适用恒力做功 4、功是标量
课堂练习
1、用手匀速拉起一个质量为1kg的物体，使物 体上升2m。求：在这一过程中拉力及重力对物 体做的功各是多少？
正功和负功
由W = F l cosα讨论：力F做功时可能出现的情形。
（4）合力对物体所做的功 W= F合l＝1500J
四、总功的求法：
方法一：先求每一个力所做的功，在求它们 的代数和；
方法二：先求合力，再求合力所做的功。
一、做功的两个必要因素 1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生一段位移
二、功的一般计算公式
功是标量，国际单位制中单位为J 三、功的正负的物理意义：
F
F
Fα
l
F2
F
α
F1
∵ F1= F COSα
分析：
根据力的等效性原理,可以 把计算F做功的问题转化为 分别求F1和F2做功的问题
WF1= F1l = F COSαl
WF2 = 0
∴ W = WF1= F l COSα
总结得出：
1、功的公 W = F l cosα
式：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的 大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积
力对物体做了功 列车在机车牵
木头在起重机
引力的作用下
的拉力作用下
? 能增加
? 能增加
握力器在手的压力作用下 ？ 能增加
一、功
2、功的单位 国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
3、此公式仅适用恒力做功 4、功是标量
课堂练习
1、用手匀速拉起一个质量为1kg的物体，使物 体上升2m。求：在这一过程中拉力及重力对物 体做的功各是多少？
正功和负功
由W = F l cosα讨论：力F做功时可能出现的情形。
（4）合力对物体所做的功 W= F合l＝1500J
四、总功的求法：
方法一：先求每一个力所做的功，在求它们 的代数和；
方法二：先求合力，再求合力所做的功。
一、做功的两个必要因素 1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生一段位移
二、功的一般计算公式
功是标量，国际单位制中单位为J 三、功的正负的物理意义：
F
F
Fα
l
F2
F
α
F1
∵ F1= F COSα
分析：
根据力的等效性原理,可以 把计算F做功的问题转化为 分别求F1和F2做功的问题
WF1= F1l = F COSαl
WF2 = 0
∴ W = WF1= F l COSα
总结得出：
1、功的公 W = F l cosα
式：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的 大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积
力对物体做了功 列车在机车牵
木头在起重机
引力的作用下
的拉力作用下
? 能增加
? 能增加
握力器在手的压力作用下 ？ 能增加
一、功
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
1.动能:物体由于_运__动__而具有的能量。 2.势能:相互作用的物体凭借其_位__置__而具有的能量。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
人教版高中物理必修第二册精品课件 第八章 机械能守恒定律 02-1 功与功率-第2课时 功率
第八章 机械能守恒定律
1 功与功率
第2课时 功率
1 要点一 对功率的理解 2 要点二 功率的计算
3
01 要点一 对功率的理解
知识必备·固基础
瓦特
.
.
做功快慢
要点深化·提能力
公式 适用 功率的定义式，适用于任何情况下功率 条件 的计算，一般用于求平均功率 联系
例题1 [2022江苏无锡月考]关于功率的概念，以下说法正确的是( D )
02 要点二 功率的计算
C
C
B
A
03
知识必备·固基础
Hale Waihona Puke ..物体速度
瞬时功率
平均功率
反比
要点深化·提能力
条件
各量间的关系
应用
汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度
汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出
功率，获得较大牵引力
汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高
速度
D
A
1 功与功率
第2课时 功率
1 要点一 对功率的理解 2 要点二 功率的计算
3
01 要点一 对功率的理解
知识必备·固基础
瓦特
.
.
做功快慢
要点深化·提能力
公式 适用 功率的定义式，适用于任何情况下功率 条件 的计算，一般用于求平均功率 联系
例题1 [2022江苏无锡月考]关于功率的概念，以下说法正确的是( D )
02 要点二 功率的计算
C
C
B
A
03
知识必备·固基础
Hale Waihona Puke ..物体速度
瞬时功率
平均功率
反比
要点深化·提能力
条件
各量间的关系
应用
汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度
汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出
功率，获得较大牵引力
汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高
速度
D
A
8.1 功与功率—人教版(2019)高中物理必修第二册课件(共32张PPT)
②汽车所能达到的最大速度是多大？
质量m=2×10³kg的物体静止在水平地面上，在起重机钢绳的拉力下， 物体以加速度a=0.2m/s²被匀加速提升，求： （1）10s内，钢绳拉力提升重物所做的功？物体克服重力所做的功？ （2）10s内，钢绳拉力做功的功率？ （3）10s末钢绳拉力做功的功率？（g=10m/s²）
t L t
P
Fv
cos
v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小 α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv
平均功率和瞬时功率
平均功率：描述在一段时间内做功的
求平均功率：
PW t
P Fv cos
（v是平均速度）
瞬时功率：表示在
做功的快慢
求瞬时功率： P Fv cos
（v是瞬时速度）
额定功率vs实际功率
W2 0
力对物体所做的功，等于 这三者的乘积。
功
F1
W W1 W2 Fs cos
、
、
1、定义：
力对物体所做的功，等于
、
、
这三者的乘积
2、公式 W = F l cosα
3、单位 国际单位：焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
4、功是标量
正功和负功
α
α=π/2 α＜π/2 π/2＜α≤π
√C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动
功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式： P W (单位时间做功的多少) t
物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。 功率的单位: 瓦特（W） 1kW＝1000W 功率是标量
汽车的两种运动状态
1、没有达到最大速度时，有
600
质量m=2×10³kg的物体静止在水平地面上，在起重机钢绳的拉力下， 物体以加速度a=0.2m/s²被匀加速提升，求： （1）10s内，钢绳拉力提升重物所做的功？物体克服重力所做的功？ （2）10s内，钢绳拉力做功的功率？ （3）10s末钢绳拉力做功的功率？（g=10m/s²）
t L t
P
Fv
cos
v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小 α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv
平均功率和瞬时功率
平均功率：描述在一段时间内做功的
求平均功率：
PW t
P Fv cos
（v是平均速度）
瞬时功率：表示在
做功的快慢
求瞬时功率： P Fv cos
（v是瞬时速度）
额定功率vs实际功率
W2 0
力对物体所做的功，等于 这三者的乘积。
功
F1
W W1 W2 Fs cos
、
、
1、定义：
力对物体所做的功，等于
、
、
这三者的乘积
2、公式 W = F l cosα
3、单位 国际单位：焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
4、功是标量
正功和负功
α
α=π/2 α＜π/2 π/2＜α≤π
√C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动
功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式： P W (单位时间做功的多少) t
物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。 功率的单位: 瓦特（W） 1kW＝1000W 功率是标量
汽车的两种运动状态
1、没有达到最大速度时，有
600
人教版高一物理必修二第八章第一节功和功率PPT
l1
α
F
WF1=F1·l
WF2=F2·0
l
F1
又 F1=F cos α
即W=Fcosα·l
W表示力对物体所做的功；
高中物理
一、功
F表示物体所受到得力；
Ｌ是物体所发生的位移；
1、定义：
α是力F和位移Ｌ之间的夹角；
求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移 力对物体所做的功，上等做于的力功的。大小、位移的大小、力与位移夹角余弦 这三者的乘积
(2)摩擦力对木箱所做的功； (3)外力对木箱所做的总功．
W1＝Fxcos 60°＝40×8×0.5 J＝160 J (2)摩擦力对木箱做负功 f=Fcos 60°
W2＝﹣fx=﹣Fxcos 60°＝﹣160J
(3)外力对木箱所做的总功:
W＝W1＋W2＝0
典例精析
二、功的计算
针对训练 如图所示，两个互相垂
锐角 钝角 锐角 钝角
典例精析
一、正、负功的判断
例2 质量为m的小物块在倾角为α的
斜面上处于静止状态，如图所示．若
N
f
x
斜面体和小物块一起以速度v沿水平方
向向右做匀速直线运动，通过一段位
移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力
mg
的做功情况是( B )
A．摩擦力做正功，支持力做正功 B．摩擦力做正功，支持力做负功 C．摩擦力做负功，支持力做正功
直的力F1与F2作用在同一物体上， 使物体通过一段位移的过程中，力
F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 W1 4J J，则力F1与F2的合力对物体做功为 W2 3J
(A)
A．7 J
B．1 J
功为标量，合力做功等于F1与 F2做功的代数和
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（2）汽车匀加速，牵引力 F= ma + f =1.5×104N
匀加速的最大速度
v1
P额 F
20 m/s 3
匀加速的时间
t1= v1/a =13.3s
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
例1、平直公路，汽车额定功率为100 kW，质量为 1×104kg，设阻力恒为车重的0.1倍，g取10m/s2。 （3）若汽车保持额定功率行驶，当速度为8m/s时，加 速度大小为多少？
=3000W=3kW
=5.4×106J
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
例2、某人用同一水平力F 先后两次由静止拉同一物 体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l ，第二 次使此物体沿粗糙水平面也前进距离l ，若先后两次 拉力做的功为W1和W2 ，拉力做功的功率是P1和P2 ， 则 A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1＞P2 C、W1＞W2，P1＞P2 D、W1＞W2，P1=P2
v P 60000 m/s 100 m/s 120km/h
F 1800
3
低速时
v’=54km/h=15m/s
P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
四、机车启动的两种方式
1、以恒定功率启动 牵引力 当F = f ，a=0
B
平均功率——粗略描述做功快慢
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
三、额定功率与实际功率 额定功率： 发动机正常工作时的最大输出功率。 实际功率： 发动机工作时实际输出功率。 实际功率≤额定功率 发动机的功率就是牵引力的功率 P=F牵v
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
第七章 机械能守恒定律
§7.3 功率
一、功率 1、定义 功跟完成这些功所用时间的比值
2、公式
P＝
W
t
3、单位
瓦特，简称瓦，符号W，1W＝1J/s
1kW＝1000W
4、物理意义
P为负值说明什么？
表征做功快慢的物理量，是标量
例1、一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水 塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机输出的 功率是多大？如果保持这一输出功率，半小时能做 多少功？
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
若小车爬坡
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
例2、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功 率为P，牵引力为F0。在t1时刻，司机减小了油门，使 汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶， 到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动（设整个过程中 汽车所受的阻力不变）。在下图中能正确反映汽车牵 引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化正确的是
aF f m
vm ax
P F
P f
这以后机车做匀速直线运动 在起动过程中，0～t1时间内，
牵引力的功W = P t1 这一过程中的平均速度 v vmax
2
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件 人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
当v 为瞬时速度时，P为瞬时功率 当v 为平均速度时，P为平均功率
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
例1、如图所示，物体由静止开始从固定光滑斜面的顶
端下滑，斜面倾角为θ，高为H ，物体质量为m。
求：(1)物体滑到斜面底端时重力的功率。 (2)物体滑到底端过程中重力的功率。
B
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
二、平均功率与瞬时功率
PW t
W Flcos
P Fl cos Fvcos
t F 与 F方向的速度的乘积
（1） P W 普适公式（变力、恒力、电流功率） t 一般用于计算 t 时间内的平均功率
（2） P Fv cos 恒力功率
（2）以恒定加速度a启动
v1是匀加速的最大速度 P额= F1v1=（m a + f）v1
当F = f ，a=0
vm ax
P F
P f
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件 人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
AD
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件 人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
ABC
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
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例2、课外活动时，某同学在40 s内做了25个引体 向上，该同学体重大约500N，每次引体向上大约 升高0.5m，试估算他克服重力做功的功率（ ） A、100W B、150W C、200W D、250 W
W克=mgh‧25=6250J
人 教 版 高 中 物理必 修二功 率课件
例、某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平 路面上行使时受到的阻力是1800N，求发动机在额 定功率下汽车匀速行驶的速度。 在同样的阻力下，如果匀速行驶的速度只有54km/h， 发动机输出的实际功率是多少?
匀速时，汽车的牵引力F =F阻= 1800N
例1、平直公路，一汽车额定功率为100 kW，质量为 1×104kg，设阻力恒为车重的0.1倍，g取10m/s2。 （1）若汽车保持恒定功率行驶，求运动的最大速度; （2）若汽车以0.5m/s2的匀加速启动，求其匀加速运动 的最长时间。
（1）
vmax
P额 F
P额 f
105 0.1105
m/s 10m/s