功和功率课件-高一下学期物理人教版

第八章

机械能守恒定律人教版必修二8.1功和功率1.理解功率的概念，知道功率的定义和定义式P=W/t,能用公式P=W/t解答有

关的问题。2.知道公式P=Fv的物理意义，能够用公式P=Fv解答有关的问题。3.理解额定功率、实际功率；掌握机车启动的两类问题的分析方法。一、学习目标二、新知讲解2、机车启动1、功率目

录做同样的功谁更快二、新课引入建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号被吊物体重力匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0×103N4m/s16m4s3.2×104JB4.0×103N3m/s6m2s2.4×104J问题1：哪台起重机做功多？问题2：哪台起重机做功快？我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？二、新课引入功率PART1功率1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。3.国际单位：瓦特，简称瓦，符号是W1W＝1J/s=1N•m/S.

常用单位：千瓦（kW），1kW＝1000W=103W；1马力=735瓦4.物理意义：描述物体做功快慢的物理量。（P越大——做功越快）5.功率是标量。表示做功过程中能量转化的快慢。2.定义式：(单位时间做功的多少)比值定义法三、新知讲解W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tl功率的另一种表达式三、新知讲解平均功率与瞬时功率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。平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢当t很短很短时，此式表示瞬时功率当t表示一段时间时，此式表示平均功率三、新知讲解（2）机车发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。起重机调起货物的功率指钢绳拉力的功率。说明：（1）实际功率大于额定功率：超负荷，会损坏机械，只能较短时间。实际功率等于额定功率：满负荷三、新知讲解两个公式的对比P＝W/tP＝Fv适用条件(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，若不同向，P＝W/t＝Flcosα/t＝Fvcosα

(2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率.联系(1)公式P＝Fv是P＝W/t的推论(2)功率P的大小与W、t无关三、新知讲解典例1

某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离。若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则A.W1＝W2，P1＝P2B.W1＝W2，P1＞P2C.W1＞W2，P1＞P2D.W1＞W2，P1＝P2三、新知讲解典例2

在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做加速运动，经过一段时间t，末速度为v。求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率。(1)在t时间内力F的功率；(2)在t时刻力F的功率。【解析】（1）在t时间内力F的功率为平均功率（2）

t时刻力F的功率为瞬时功率P＝Fv。三、新知讲解机车启动PART2额定功率和实际功率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：是指机器在工作中实际输出的功率。注意：a.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。b.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，不是合力的功率。如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率。

三、新知讲解P额：额定功率P实：实际功率F：牵引力v：瞬时速度f：阻力机车启动问题三、新知讲解当F=F阻时，a＝0

，v达到最大

保持vm匀速vF＝vPa＝mF－F阻↑→↓↑→→↓↓vm＝F阻PF阻FF阻Fvmv—t图像加速阶段的图像匀速阶段的图像a减小的变加速运动匀速运动vmvt0以恒定功率启动三、新知讲解【典例3】质量为m=5×103kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍。让车保持额定功率为60kW,从静止开始行驶，求（g取10m/s2）：（1）汽车达到的最大速度vmax;（2）汽车车速v1=2m/s时的加速度.答案：12m/s；5m/s2三、新知讲解【典例4】列车在恒定功率的机车牵引下，从车站出发沿平直轨道行驶10min，速度达到108km/h的最大速度，那么这段时间内列车行驶的距离（）A.等于18kmB.等于9kmC.一定小于9kmD.一定大于9km，小于18kmD三、新知讲解当F=F阻时，a＝0

，v达到最大

保持vm匀速F＝vP额a＝mF－F阻↑→↓

v↑↓→→↓vm＝F阻P额加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a＝mF－F阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑→当P=P额时，保持P额继续加速匀加速直线运动以恒定加速度启动三、新知讲解运动过程与v-t图像v0=0，F恒F阻F牵F牵=F阻，vm=P/F阻F阻F牵vmv↑，P=P额v—t图像匀加速阶段的图像匀速阶段的图像匀加速运动匀速运动a减小的变加速直线运动变加速阶段的图像vt0vm三、新知讲解1.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，此时速度为v1，匀加速时间为t1,则t1=P额(ma+F阻)a3.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额2.达到最大速度的本质条件:a=04.达到最大速度时，有

P额=F阻vmP额=Fv1=(ma+F阻)v1

=(ma+F阻)at1三、新知讲解【典例5】质量为m=4.0×103kg的汽车，发动机的额定功率为P=40kW，汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度行驶，所受阻力F阻=2.0×103N，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？【答案】20s20m/s三、新知讲解【典例6】一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v—t图象如图所示.已知汽车的质量为m=2000kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则（）A.汽车在前5s内的牵引力为4000NB.汽车在前5s内的牵引力为6000NC.汽车的额定功率为60kWD.汽车的最大速度为30m/sBCD1.(2022·明达中学高一开学考试)小强背着10kg的书包从一楼跑上五楼，用时40s。关于小强对书包做功的功率估算正确的是(g取10N/kg)A.3W B.30WC.300W D.3000W四、当堂训练2.(多选)关于功率，以下说法正确的是A.单位时间内物体做功越少，其功率越小B.物体做功越多，它的功率就越大C.物体做功越快，它的功率就越大D.额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率【答案】ACD【解析】根据P＝

可知，单位时间内物体做功越少，其功率越小，故A正确；物体做功越快，说明单位时间内物体做功越多，则它的功率就越大，故C正确，B错误；额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率，故D正确。四、当堂训练3、质量为m的汽车，其发动机的额定功率是P，当它匀速沿倾角θ的盘山公路(实为斜面)向山顶行驶时，受到的摩擦阻力为车重的k倍．那么，该汽车行驶的最大速度vm应是(

)解析：当F＝kmg＋mgsinθ时，速度最大为vm，又额定功率P＝Fvm，则有vm＝C

D四、当堂训练5.(2020·江苏卷)质量为1.5×103kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20m/s，受到的阻力大小为1.8×103N。此时，汽车发动机输出的实际功率是A.90W

B.30kW

C.36kW

D.300kW【答案】C【解析】汽车匀速行驶，牵引力