福建省福鼎市第二中学高三物理一轮复习 第3节 功率课件.ppt

第3节功率 1 知道功率的物理意义 定义式 2 理解功率的导出式p fv的物理意义 并能利用两个公式进行计算 3 理解平均功率和瞬时功率的物理意义并能利用公式进行计算 比较上述两种情况下 做相同的功 挖掘机用时要少一些 或者说在相同的时间内 挖掘机做的功多些 可见 做功的快慢不仅与做功的多少有关 还与做这些功所耗费的时间有关 一 功率的含义 1 功率的定义 功跟完成这些功所用时间的比值 叫做功率 2 功率的公式 p 3 功率的物理意义 表示物体做功快慢的物理量 功率是标量 表示做功过程中能量转化的快慢 功率的单位 在国际单位制中 功率的单位是瓦特 简称瓦 符号是w 1w 1j s技术上常用千瓦 kw 作为功率的单位 1kw 1000w 例1 关于功率 下列说法中正确的是 a 功率是说明做功多少的物理量b 功率是说明力做功快慢的物理量c 做功时间越长 功率一定越小d 力做功越多 功率一定越大 b 1 某人用同一水平力f先后两次拉同一物体 第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离 第二次使此物体沿粗糙水平面也前进s距离 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 p2b w1 w2 p1 p2c w1 w2 p1 p2d w1 w2 p1 p2 b 2 一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上 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 半小时内能做多少功 解 m 30kgh 10mt 1800s由功w mgh得w 30 10 10j 3 103j 这台抽水机的输出功率为由p w t得p 3 103 1w 3 103w它半小时能做功w pt 3 103 1800j 5 4 106j 二 功率与力 速度的关系 f v 用水平力f推物体 让物体以速度v做匀速直线运动 力f对物体做功的功率是多少呢 w fs p v s t p fv 如果f与v成任意角度 那么功率与力 速度的关系又会怎样呢 scos v vcos 三 额定功率和实际功率 1 额定功率 是指机器长时间工作时的最大允许功率 也就是机器铭牌上的标称值 这个功率叫做额定功率 2 实际功率 是指机器在工作中实际输出的功率 3 机器不一定在额定功率下工作 机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率 机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率 但不允许长时间超过额定功率 说明 在日常生活中 我们经常说某台机器的功率 或某物体做功的功率 实际上是指某个力对物体做功的功率 例如 汽车的功率就是汽车牵引力的功率 起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率 四 平均功率和瞬时功率 在长跑中 人做功的功率是变化的 即使是同一个力做功 做功的功率也可能是变化的 在一段时间内力对物体做功的功率 实际上是这段时间内力对物体做功的平均值 即平均功率 1 平均功率 物体在一段时间内做功的功率的平均值称为平均功率 描述在一段时间内做功的平均快慢 通常用p w t来表示 2 瞬时功率 物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率 表示在某一时刻做功的快慢 用p fv表述 v是瞬时速度 例2 一物体自某一高度处做自由落体运动 经5s落地 其质量为m 2kg 问 1 在5s内重力的平均功率为多大 2 在4s末 重力的瞬时功率为多少 解析 1 物体做自由落体运动 由h gt2得h 10 52m 125m根据做功公式w fs得w mgh 2500j由p w t得平均功率p 500w 2 由v gt得4s末的速度v 40m s由瞬时功率p fv得p mgv 20 40w 800w 例3 某型号汽车发动机的额定功率为60kw 在水平路面上行驶时受到的阻力是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 如果行驶速度只有54km h 发动机输出的实际功率是多少 解 知p 6 104w f阻 1800n v 54km h 15m s 汽车匀速行驶时 有f牵 f阻 1 由公式p fv得v p f阻 33 3m s 120km h 2 当以较低的速度行驶时 v 54km h 15m s p fv 27kw 五 汽车两种启动方式的讨论 1 功率p恒定 由p fv可知 v增大 f减小 由f f ma知 a减小 v增加的慢了但仍继续增加 f减小 a进一步减小 当a 0时 即f f时 速度达到最大vm 2 加速度a恒定 由f f ma知 f恒定 根据p fv v逐渐增大 则p逐渐增大 当达到额定功率时 p不能再增大 匀加速阶段结束 再往后 v继续增大 p不变 f减小 a开始减小 直到a 0时 f f 速度达到最大vm 汽车上坡的时候 司机常用换挡的方法来减小速度 为什么呢 例4 按额定功率行驶的汽车 所受地面的阻力保持不变 则 a 汽车加速行驶时 牵引力不变 速度增大b 汽车可以做匀加速运动c 汽车加速行驶时 加速度逐渐减小 速度逐渐增大d 汽车达到最大速度时 所受合力为零 cd 3 下列关于汽车运动的论述 不正确的是 a 汽车以额定功率启动后做变加速运动 速度 加速度均逐渐增大b 汽车以额定功率启动后做变加速运动 速度逐渐增大 加速度逐渐减小 加速度为0时 速度最大c 汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制 要提高最大允许速度 必须增大发动机的额定功率d 汽车在水平路面上以额定功率p行驶 则当牵引力f与阻力f平衡时 汽车的最大速度vm p f a 4 额定功率为80kw的汽车 在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m s 汽车质量为2 103kg 如果汽车从静止开始做匀加速直线运动 加速度可达2m s2 设运动过程中阻力大小不变 试求 1 汽车运动时所受阻力f 2 汽车匀加速运动过程可持续的时间t 3 汽车启动后 发动机在第三秒末的瞬时功率p3 解 1 当f f时 a 0由p fv fvm所以f p额 vm 4 103n 2 根据牛顿运动定律f f ma得f f ma 8 103n设汽车刚达到额定功率时速度为v m汽车匀加速运动的时间为t 由p额 fv m得v m 10m sv m at t 5s 3 汽车第3s末仍在做匀加速运动则v3 at3 2 3m s 6m sp3 fv3 4 8 104w 功率是反映力对物体做功快慢的物理量 功与完成这些功所用时间的比叫做功率 即功率 功