功与功率（第二课时） 课件 高中物理新人教版必修第二册（2022-2023学年）

1、高中物理 新人教版必修第二册 第8章 机械能守恒定律8.1 功与功率（第2课时）一、做同样的功 谁可以更快完成耕牛犁地机器翻地相同的地，耗时很长相同的地，耗时很短相同的功，若用时越少，则做功越快；一、做同样的功 谁可以更快完成人工收割麦子收割机收割麦子相同的时间，收割量很少相同的时间，收割量很多相同时间，若做功越多，则做功越快。3. 单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W；1. 定义：力对物体做的功W，与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。4. 物理意义：反映力对物体做功的快慢。5. 注意：功率是标量，没有方向，有正负；但是正负不表示大小，也不表示方向。2. 定义式：变形后可

2、以计算功：W = P t二、功率1W1J/s，技术上常用千瓦（kW），1kW1000W，1马力=735W。 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功率。1. 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢程度；2. 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢程度。当t 很短时，此式表示瞬时功率当t 表示一段时间时，此式表示平均功率二、功率WFlcosPtWPFvcosPtFlcosvFv1v2FvF2F1P =vF1 = vFcosP =Fv1=Fvcosvtl功率的另一种表达式二、功率1. 若v表示平均速度，则P 表示平均功率；2

3、. 若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率。汽车、火车等交通工具和各种起重机械，在发动机输出功率一定时，如何增大牵引力？ 汽车上坡时司机要用“换挡”的办法减小速度，来得到较大的牵引力。 通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发动机的原因。二、功率当F和v方向相同时，对于公式 P = Fv 。【例题】发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假

4、定汽车行驶速度为54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？二、功率解：汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力由于 P = Fv，所以额定功率下的速度当汽车以速度v=54 km/h=15 m/s 行驶时，有汽车以额定功率匀速行驶时的速度为120 km/h；汽车以54km/h的速度行驶时，发动机输出的实际功率为27kW。1. 额定功率：是指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。2. 实际功率：是指机器在工作中的实际输出功率。二、功率机车的两种启动方式三、机车启动机车在行驶的过程中，发动机的最大输出功率等于额定功率。P = F v瞬时速度功率牵引力机车的功

5、率就是牵引力的功率，而不是合力的功率。f1. 以恒定功率P额启动；机车的启动方式一般有两种：2.在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。三、机车启动F-f = m a质量牵引力阻力加速度Ff当F= f 时，a0 v 达到最大。 保持 vm匀速vF vPmamF fvmfPmfFfFvmv-t 图象： v0=0vmvt0类型一：以恒定功率Pm启动三、机车启动a 减小的变加速运动匀速运动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； 总结：2. 达到最大速度的本质条件是：a=0vmvt03. 达到最大速度时，有 Pm = F vm = f vm PmPm类型一：以恒定功率P

6、m启动三、机车启动当a0 时，即F= f 时，v达到最大。保持vm匀速FvPmamF f vvmfPm加速度逐渐减小的变加速运动匀速运动amFF阻F 不变vP F v当P= Pm时，保持Pm继续加速类型二：以恒定牵引力/恒定加速度启动匀加速运动三、机车启动v0=0，F恒定fFF=f，vm=Pm / ffFvmv，P=Pmv-t 图象：匀加速阶段匀速阶段匀加速运动匀速运动a减小的变加速运动变加速阶段vt0vm类型二：以恒定牵引力/恒定加速度启动三、机车启动 机车做匀加速运动只能维持一段时间，当功率增大到额定功率时，匀加速运动结束。匀加速经历的时间为：=Pm( ma+f ) a注意：2. 匀加速结

7、束的条件是：P实=Pm3. 当匀加速结束时速度为v1，Pm= Fv1 (其中F= ma + f )t1v1vt0vm1. 达到最大速度的本质条件: a=0PPmPm类型二：以恒定牵引力/恒定加速度启动三、机车启动t1 =v1a4. 当变加速结束时速度为vm，Pm= f vm 四、练习与应用1. 有一个力F，它在不断增大。某人以此为条件，应用P=Fv进行了如下推导：根据P=Fv，F增大则P增大；又根据v=P/F，P增大则v增大；再根据v=P/F，v增大则F减小。这个人推导的结果与已知条件相矛盾。他错在哪里？解：根据P=Fv，若F增大，则P增大的前提是v不变；根据v=P/F ，若P增大，则v增大的

8、前提是F不变；根据F=P/v ，若v增大，则F减小的前提是P不变。四、练习与应用2. 一台电动机工作时的输出功率是10kW，要用它匀速提升2.710 kg的货物，提升的速度将是多大？4解：在货物匀速上升时，由P=Fv可得：四、练习与应用3. 一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，这台抽水机输出的功率至少多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？解：这台抽水机的输出功率：它半小时能够做功：四、练习与应用4. 质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。（1）汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。（2）如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？解：（1）汽车的加速度减小，速度增大。v增大