人教版高中物理必修二7.3《功率》

1、 一台耕地机一一台耕地机一天能耕地约天能耕地约 20亩亩田地田地 一头牛一天能一头牛一天能耕地耕地 2 亩亩田地田地WPt 1. 定义：定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。 2. 公式：公式： 1 W1 J/s3. 物理意义：物理意义：反映物体做功的快慢。反映物体做功的快慢。4. 单位：单位：瓦特瓦特（国际单位制）（国际单位制）,简称瓦，符号是简称瓦，符号是 W5. 功率是标量功率是标量一个物体在水平恒力一个物体在水平恒力 F 的作用下，以速度的作用下，以速度 v 匀速匀速直线运动了一段时间直线运动了一段时间 t，在这段时间，在这段时间 t 内

2、恒力内恒力 F 做功做功的功率多大的功率多大? ?FvFWPt WFs FsPt svt PFv S平均功率：平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢表示在某一时刻做功的快慢分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？WPt 1. 求平均功率求平均功率（v 是平均速度）是平均速度）2. 求瞬时功率求瞬时功率（v 是瞬时速度）是瞬时速度）比较常用比较常用WPt 1. 质量为质量为 2 kg 的物体，受到的物体，受到 24 N 的竖直向上的拉力作用，的竖直向上的拉力作用，由静止开始向上运动

3、了由静止开始向上运动了 5 s，求：，求： (取取 g10 m/s2)(1) 5 s 内拉力对物体所做的功；内拉力对物体所做的功；(2) 5 s 内拉力的平均功率；内拉力的平均功率；(3) 5 s 末拉力的瞬时功率。末拉力的瞬时功率。解：解：首先分析物体的受力情况，如图首先分析物体的受力情况，如图 所示，其中所示，其中 F 为拉力，为拉力，mg 为重力，物体受一个大小为为重力，物体受一个大小为 4 N 的合力，方向向上由牛顿第二定的合力，方向向上由牛顿第二定律得物体的加速度律得物体的加速度(2) 5 s 内拉力的平均功率为内拉力的平均功率为 P F v 245 W120 W(3) 5 s 末拉

4、力的瞬时功率为末拉力的瞬时功率为 PFv2410 W240 W(1) 5 s 内拉力内拉力 F 对物体所做的功为对物体所做的功为 WFs2425 J600 J 1. 质量质量 m = 2 kg 的木块在倾角为的木块在倾角为 37的斜面上由静止开始的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5。已知：。已知：sin37 = 0.6，cos 37= 0.8，g = 10 m/s2。求：。求：（1）前）前 2 s 内重力做的功。内重力做的功。（2）前）前 2 s 内重力的平均功率。内重力的平均功率。（3）2 s 末重力的瞬时功率。末重力的瞬时功率。（1）4

5、8 J（2）24 W（3）48 W额定功率：额定功率：是指机器正常工作时的功率，机器铭牌上是指机器正常工作时的功率，机器铭牌上会有标记。会有标记。实际功率：实际功率：是指机器在工作是指机器在工作中实际输出的功率。中实际输出的功率。实际功率一般小于或等于额定功率，机器只能在短时间内实际功率一般小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率工作。工作。汽车加速运动的情况有两种：汽车加速运动的情况有两种：PFv 1. 以以额定功率额定功率 P额额 启动启动;2. 在在恒定的牵引力恒定的牵引力 F 作用下启动。

6、作用下启动。v vP PF F额额牵牵 m mf fF Fa a阻阻牵牵 mPvf 额额阻阻v vP PF F额额牵牵 m mf fF Fa a阻阻牵牵 vmvtO例例 2. 汽车发动机的额定功率为汽车发动机的额定功率为 60 kW，车的质量为，车的质量为 5 t，在水平路面上行驶时，阻力是车重的在水平路面上行驶时，阻力是车重的 0.1 倍，倍，g = 10 m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后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？汽车所能达到的最大速度是多大？(2) 当汽车的加速度为当汽车的加速度为 2 m/s2 时速度多大？时速度多大？(3) 当汽车

7、的速度为当汽车的速度为 6 m/s 时加速度多大？时加速度多大？(1) 12 m/s(2) 4 m/s(3) 1 m/s21. 没有达到最大速度时，有瞬时加速度没有达到最大速度时，有瞬时加速度2. 达到最大速度时，达到最大速度时，a = 0 注意：注意：发动机的功率指牵引力的功率发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外而不是指合外力或阻力的功率。力或阻力的功率。mPPvFf额额额额牵牵阻阻Ffma牵牵阻阻PFv 额额牵牵2. 一辆质量为一辆质量为 2 t 的的农用汽车农用汽车，其发动机，其发动机额定功率额定功率为为 30 kW，它在，它在水平水平路面上行驶路面上行驶时能达到的最大时速时能达到的最

8、大时速为为 54 km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其其 速速度达度达 v = 36 km/h 时时的瞬时加速度是多大？的瞬时加速度是多大？0.5 m/s2加速度加速度 a一定一定v = at牵引力不变牵引力不变达到最大速达到最大速度度 vmPFv v Fa保持保持 P额额 继续继续加速加速F f 速度速度 v功率功率 P例例3. 一辆汽车的额定功率为一辆汽车的额定功率为 100 kW，质量为，质量为 1.0104 kg，设阻力恒为车重的，设阻力恒为车重的 0.1 倍，取倍，取 g10 m/s2。(1) 若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速

9、度若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速度是多大？是多大？(2) 若汽车保持以若汽车保持以 0.5 m/s2 的加速度匀加速运动，其匀加的加速度匀加速运动，其匀加速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为 8 m/s 时，时，汽车的加速度有多大？汽车的加速度有多大？1. 功功 率率 2. 功率与速度的关系功率与速度的关系平均功率与瞬时功率平均功率与瞬时功率额定功率与实际功率额定功率与实际功率 3. 汽车的功率汽车的功率 以额定功率以额定功率 P额额 启动启动以恒定的牵引力以恒定的牵引力 F 启动启动1. 一个小球做自由落体运动，在第一个小球做自由落体

10、运动，在第 1 s 内重力做功为内重力做功为W1，在第，在第 2 s 内重力做功为内重力做功为 W2，在第，在第 1 s 末重力的瞬末重力的瞬时功率为时功率为P1，在第，在第2 s 末重力的瞬时功率末重力的瞬时功率P2，则，则W1 :W2 及及 P1 : P2 分别等于分别等于 ( )A. 1:1 1:1 B. 1:2 1:3 C. 1:3 1:2 D. 1:4 1:2 C 2. 质量质量 4 t 的机车，发动机的最大输出功率为的机车，发动机的最大输出功率为 100 kW，运动阻力恒为运动阻力恒为 2103 N，试求：，试求：(1) 当机车由静止开始以当机车由静止开始以 0.5 m/s2 的加

11、速度沿水平轨道做的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间最大速度所需的时间。(2) 若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度为及速度为 10 m/s 时机车的加速度时机车的加速度。(1) 25 m/s 50 s(2) 50 m/s 2 m/s2 3. 质量为质量为 5 t 的汽车，额定功率为的汽车，额定功率为 P = 90 kW，设汽车运，设汽车运动时阻力恒为车重的动时阻力恒为车重的 0.05 倍。倍。( g = 10 m/s2 )(1) 求汽

12、车沿水平道路行驶的最大速度；求汽车沿水平道路行驶的最大速度；(2) 设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动，加速设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动，加速度度 a = 0.4 m/s2，求汽车维持这一加速度行驶的最长时间。，求汽车维持这一加速度行驶的最长时间。解：解：(1)m = 5000 kg P = 9.0104 W f = kmg = 0.05500010 = 2.5103 N Pm= f vm vm = Pm / f = 9.0104 / (2.5103 ) m/s = 36 m/s vtv1at2vmt1O(2) 汽车做匀加速直线运动完毕时，功率达到最大输出功汽车做匀加速直线运

13、动完毕时，功率达到最大输出功率，有率，有: F = f + ma = 4.5103 N v = Pm / F = 9.0104 /(4.5103 ) m/s = 20 m/s t = v/a = 50 s错误解法错误解法: vm = at t = vm/a = 90 s 4. 额定功率为额定功率为 80 kW 的汽车，在水平长直公路上行驶时最大的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达速度可达 20 m/s，汽车质量为，汽车质量为 2103 kg 。如果汽车从静止开。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达始做匀加速直线运动，加速度可达 2 m/s2 。设运动过程中阻力。设运动过程中阻力大小不变，试求：大小不变