鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第2节功率课件

第2节功率必备知识清单破1|功率知识点1.定义:力所做的功W与完成这些功所用时间t之比。2.定义式:P=

。3.单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,用符号W表示。1W=1J/s。4.标矢性:功率是标量。5.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。1.关系式:P=Fv(F与v方向相同)。2.推导:3.应用:由功率与力、速度的关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功

率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度。2|功率与力、速度的关系知识点3|四种功率知识点平均功率P=

求的是t时间内的平均功率;P=Fvcosα中,若v为平均速度,则P就是平均功率;粗略地描述做功的快慢瞬时功率P=Fvcosα中,若v为瞬时速度,则P为瞬时功率;精确地描述做功的快慢额定功率动力机械长时间工作时的最大允许功率实际功率机械实际工作时消耗的功率,实际功率一般要小于或等于额定功率,尽量避免超过额定功率

1.功率大表示做功快,做的功一定多。

(

)知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。

✕

提示做功快,做的功不一定多。2.功率小的机器做功慢。

(

)3.速度大的运动物体功率一定大。

(

)

✕

提示由P=Fv知,速度大的运动物体功率不一定大,还与F有关。√4.由公式P=

知,做功越多,功率越大。

(

)

✕

提示做功越快,功率越大。5.做相同的功,用时短的做功较快。

(

)6.机械发动机铭牌上的功率是指额定功率。

(

)7.机车发动机的功率是指牵引力的功率。

(

)√√√疑难情境破1|对公式P= 和P=Fv的理解疑难讲解分析1.对公式P=Fv的理解(1)同时性:P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用P=Fv时,三者一定对应

同一时刻。(2)同体性:P、F、v是对应于同一物体的三个物理量,对不在同一物体上的三者关系的讨论

毫无意义。(3)同向性:P=Fv应用时F与v同向,若F的方向与v的方向成α角,则P=Fvcosα。比较项目P=

P=Fv

(1)功率的定义式,适用于任何情况下功率的计算,一般用来求平均功率(2)当时间t→0时,可由定义式确定瞬时功率(1)功率的计算式,仅适用于F与v同向的情况,一般用来求瞬时功率(2)当v为平均速率时,所求功率为平均功率联系(1)公式P=Fv是P=

的推论(2)功率P的大小与W、t无关2.公式P=

与P=Fv的对比2|机车启动问题疑难情境探究随着人民生活水平的提高,越来越多的汽车进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,

促进了社会发展。汽车在不同的道路上一般有不同的适用速度。问题1

为什么汽车在水平路面上行驶时速度可以很大,而汽车爬坡时,常常换用低速挡?提示

由汽车发动机的功率P=Fv可知,功率一定时,汽车爬坡时换用低速挡可以获得更大的

牵引力。问题2用公式P=Fv研究汽车启动问题时,F是什么力?提示

F是汽车的牵引力。问题3以恒定功率启动时,汽车的加速度变化吗?汽车做什么运动?提示

汽车以恒定功率启动时,根据P=Fv,v增大,可知F减小,加速度减小,故加速度变化,汽车

做变加速运动。问题4汽车匀加速启动的过程能否一直持续下去?提示

不能。汽车匀加速启动,F不变,v增大,P增大。当P=P额时,匀加速过程结束。讲解分析汽车的两种启动方式汽车由静止启动,运动情况有两种:①以恒定的功率启动;②以恒定的加速度启动。在相同的条件(水平路面、阻力F阻恒定)下,

两种启动方式的过程分析如下:

以恒定功率启动以恒定加速度启动P-t图和v-t图

OA段过程分析v↑⇒F=

↓⇒a=

↓F不变⇒a=

不变⇒v↑⇒P=Fv↑直到P额=Fv1运动性质加速度减小的加速直

线运动匀加速直线运动,维

持时间t0=

AB段过程分析F=F阻⇒a=0⇒F阻=

v↑⇒F=

↓⇒a=

↓运动性质以vm做匀速直线运动加速度减小的加速直

线运动BC段过程分析——F=F阻⇒a=0⇒F阻=

运动性质——以vm做匀速直线运动典例在平直路面上运动的汽车的额定功率为60kW,若其总质量为5t,在水平路面上所受的

阻力为5×103N。(1)求汽车所能达到的最大速度【1】。(2)若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动【2】,则这一过程能维持多长时间?(3)若汽车以额定功率启动【3】,则汽车车速v'=2m/s时其加速度为多大?信息提取

【1】汽车达到最大速度时,其功率为额定功率,所受合外力为零,F=Ff,有vmax=

=

。【2】汽车以恒定加速度启动,牵引力和阻力恒定,随着速度增大,汽车的实际功率增大,直到

等于额定功率。【3】汽车以额定功率启动,速度增大,牵引力减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,直到

牵引力等于阻力。思路点拨

(1)汽车的最大速度vmax的求法:汽车做匀速运动时速度最大,此时牵引力F大小等

于阻力Ff大小,故vmax=

=

。(2)汽车匀加速启动时,做匀加速运动的时间t的求法:牵引力F=ma+Ff,匀加速运动的最大速度

v'max=

,时间t=

。(3)汽车以额定功率启动,当达到某一速度时,利用P额=Fv求出牵引力,再利用牛顿第二定律求

汽车的加速度。解析

(1)当汽车的速度达到最大时,其功率等于额定功率,牵引力F=Ff由P=Fv得汽车所能达到的最大速度vmax=

=

m/s=12m/s(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动,设能够达到的最大速度为v,则有

-Ff=ma得v=

=

m/s=8m/s由v=at得这一过程维持的时间t=

=

s=16s(3)当汽车以额定功率启动达到2m/s的速度时,牵引力F'=

=

N=3×104N由牛顿第二定律得汽车的加速度a'=

=

m/s2=5m/s2

答案

(