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第七章第3节第1页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研第七章机械能守恒定律第七章第3节第2页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研第3节功率第七章第3节第3页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研第七章第3节第4页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研课前·新知预习夯实基础自填要点形成认识第七章第3节第5页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研一、功率1.定义：功W跟完成这些功所用时间t的_______．2.定义式：P＝Wt.3.单位：在国际单位制中，功率的单位是______，简称瓦，用W表示．4.物理意义：功率是标量，它是表示物体__________的物理量．比值瓦特做功快慢第七章第3节第6页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研二、平均功率与瞬时功率按功率与时间、过程相对应，还是与时刻或位置相对应分平均功率和瞬时功率，其对比如下：第七章第3节第7页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研三、额定功率与实际功率按机械的工作状态分额定功率与实际功率，其对比如下：第七章第3节第8页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率.()(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小.()(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作.()第七章第3节第9页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研提示：额定功率是指机械在长时间正常工作时的最大输出功率，也是机械发动机铭牌上的标称值，(1)对．机械可以在实际功率小于或等于额定功率的情况下长时间工作，但为避免机械受到损害，应避免机械在实际功率大于额定功率状态下长时间工作，(2)错，(3)对．第七章第3节第10页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研四、功率与速度1.功率与速度关系式P＝______(F与v方向相同)．2.推导功率定义式：P＝Wt功的计算式：W＝F·l位移：l＝vt―→P＝F·vF·v第七章第3节第11页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研3.应用由功率速度关系式知，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_____，要增大牵引力，就要______速度．反比减小第七章第3节第12页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研汽车上坡对，司机为什么要用“换挡”的办法减小速度，在平直公路上可以使用高挡？提示：汽车上坡时，司机要换低挡减小速度，得到较大的牵引力；在平直公路上，汽车受到的阻力较小，这时可以使用高挡，在发动机功率相同的情况下使汽车获得较高的速度．第七章第3节第13页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研课堂·师生共研诠释核心研析考点重难突破第七章第3节第14页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研对公式P＝Wt和P＝Fv的理解1.机车的功率(瞬时)P＝F·v是哪个力的功率？2.若F与v有夹角，则瞬时功率该如何求解？第七章第3节第15页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研重点诠释1.平均功率与瞬时功率比较项目概念定义公式平均功率在一段时间内或某一过程中做功的快慢P＝Wt或P＝Fv瞬时功率物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢P＝Fv，v为某时刻的速度第七章第3节第16页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研2.对P＝Fv的理解(1)公式的导出：据W＝FscosαP＝Wt得P＝Fvcosα当α＝0时，即Fv同向时，P＝Fv.(2)F与v的关系①同时性：F与v必须对应物体同一时刻的值．②同体性：F与v是同一物体的两个物理量．第七章第3节第17页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(3)对速度v的理解①物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的．②物体的速度大小、方向都发生变化时，仍可以求力的功率．例如：平抛物体的运动中，尽管物体的速度大小、方向都不断发生改变，但重力的方向及大小都不变，而物体的竖直分速度vy＝gt，因此，平抛物体经时间t时，重力的功率P＝mgvy＝mg2t.第七章第3节第18页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(1)求解瞬时功率时，通常选用公式P＝Fv，求解平均功率时，通常选用公式P＝Wt，但若这段时间的物体的平均速度容易求出，也可选用P＝Fv求解．(2)公式P＝Fv的适用条件是F与v方向相同，若二者之间有夹角θ，则应用P＝Fvcosθ来计算功率，此式可理解为：功率等于力乘以物体在力的方向上的分速度．(3)如无特殊说明，速度v均以地面为参考系．第七章第3节第19页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研3.P＝F·v三个量之间的关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度第七章第3节第20页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度第七章第3节第21页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研共研经典[例1]质量m＝5kg的物体，在水平力F＝10N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：(1)力F在t＝2s内对物体所做的功；(2)力F在t＝2s内对物体所做功的平均功率；(3)在2s末力F对物体做功的瞬时功率．第七章第3节第22页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(一)思路点拨解答本题时应注意平均功率和瞬时功率计算公式的选择．平均功率用P＝Wt或P＝Fv计算，瞬时功率用P＝Fv计算．(二)规范解答物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求出加速度．第七章第3节第23页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(三)完美答案[(1)40J(2)20W(3)40W]第七章第3节第24页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(四)总结提升求解功率时应该注意的问题(1)首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率．(2)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝Wt或P＝Fv来计算．第七章第3节第25页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(3)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝Fv，如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算．第七章第3节第26页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(五)变式训练质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s，求5s内拉力对物体所做的功是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉力的瞬时功率各是多少？(g取10m/s2)第七章第3节第27页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研[解析]对物体受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得a＝F－mgm＝24－2×102m/s2＝2m/s2，5s内物体的位移x＝12at2＝12×2×52m＝25m，其方向竖直向上．5s末物体的速度v＝at＝2×5m/s＝10m/s，其方向竖直向上．第七章第3节第28页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研故5s内拉力的功为W＝Fx＝24×25J＝600J，5s内拉力的平均功率为P＝Wt＝6005W＝120W.5s末拉力的瞬时功率为P＝Fv＝24×10W＝240W.[答案]600J120W240W第七章第3节第29页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研机车启动的两种方式在机车的实际启动中，由P＝F·v得，应该保持哪个量不变？具体是如何启动的呢？加油门是直接增加的哪个量呢？第七章第3节第30页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研重点诠释1.用P＝Fv处理机车启动问题时应明确：式中P为机车发动机的实际功率，它小于或等于机车发动机的额定功率；F为机车的牵引力，v为机车的瞬时速度．第七章第3节第31页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研2.两种启动方式的启动过程(1)机车以恒定功率启动．第七章第3节第32页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研机车达到最大速度时：a＝0，F＝Ff，P＝Fvm＝Ffvm，这一启动过程的v－t图象如图所示，其中最大速度vm＝PFf.第七章第3节第33页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(2)机车以恒定加速度启动．第七章第3节第34页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研这一启动过程的v－t图象如图所示，其中匀加速运动的最大速度v0＝P额Ff＋ma，最终最大速度vm＝P额Ff.第七章第3节第35页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(1)以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度不是整个过程的最大速度vm.(2)机车启动时P＝Fv中，因为P为机车牵引力的功率，所以F为机车的牵引力，而不是合力．(3)当机车的牵引力F和机车受到的摩擦力Ff相等时，速度最大为vm＝PF＝PFf.第七章第3节第36页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研共研经典[例2]一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW.汽车从静止开始以加速度a＝1m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍．(g取10m/s2)求：(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间．(2)汽车开始运动后，5s末和15s末的瞬时功率．第七章第3节第37页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(一)思路点拨功率最大时匀加速过程结束，此时P额＝Fv0，应用v0＝at0求时间；瞬时功率用P＝Fv进行求解．(二)规范解答(1)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v0，对汽车由牛顿第二定律得F－Ff＝ma即P额v0－kmg＝ma，代入数据得v0＝10m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间t0＝v0a＝101s＝10s第七章第3节第38页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(2)由于10s末汽车达到了额定功率，5s末汽车还处于匀加速运动阶段，P＝Fv＝(Ff＋ma)at＝(0.06×5×103×10＋5×103×1)×1×5W＝40kW15s末汽车已经达到了额定功率P额＝80kW(三)完美答案[(1)10s(2)40kW80kW]第七章第3节第39页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(四)总结提升机车启动问题的求法(1)机车的最大速度vm的求法，机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝PF＝PFf.(2)匀加速启动最长时间的求法，牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度v′m＝P额ma＋Ff，时间t＝v′ma.第七章第3节第40页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(3)瞬时加速度的求法，据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－Ffm.(五)变式训练(1)例题中的汽车以额定功率做匀速运动的最终速度多大？(2)例题中的汽车在额定功率作用下速度为20m/s时，加速度多大？第七章第3节第41页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研[解析](1)汽车以额定功率做匀速运动时，F＝Ff，故运动速度vm＝P额F＝P额Ff＝80×1030.06×5×103×10m/s≈26.7m/s第七章第3节第42页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研(2)汽车的速度为20m/s时的牵引力F＝P额v＝80×10320N＝4×103N由牛顿第二定律得汽车的加速度a＝F－Ffm＝4×103－0.06×5×103×105×103m/s2＝0.2m/s2[答案](1)26.7m/s(2)0.2m/s2第七章第3节第43页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研答题技巧应用功率公式P＝Fv的解题技巧对公式“P＝Fv”的使用，有着一定的技巧和要点：1.应用公式“P＝Fv”解题时首先应明确它的适用范围：F与v方向相同．2.当F与v方向不同时，若F的方向与v的方向的夹角为θ，由W＝Flcosθ、P＝Wt得功率应为P＝Fvcosθ.可见计算功率时必须考虑作用力F与物体运动方向v的夹角．第七章第3节第44页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研3.对于其中的v也有两种情况：若“v”是平均速度，用P＝Fv求得的就是平均功率；若“v”是瞬时速度，用P＝Fv求得的就是瞬时功率．第七章第3节第45页课前新知预习课后提升考能课堂师生共研[示例]将一重2N的小球在某高度处以30m/s的速度水平抛出，小球落