功率(公开课最终版)

任课教师:蔡金建复习：一、功的概念：如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向上发生一段位移，这个力对物体做了功。二、功的表达式：三、各种能量的转化需要靠做功来实现cosFsW小实验A、B两个人从一楼走到三楼，已知每层楼高4米，问：1、谁克服重力做的功多？2、谁克服重力做功的快？一台耕地机一天能耕地约20亩田地一头牛一天能耕地五亩田地谁做的功快?一部收割机一天能收割数十亩水稻一个农民一天能收割一亩水稻谁做的功快?谁做的功快?老农挑水抽水机抽水（2）计算：用所做的功除以所用的时间。（3）公式：WPt（4）功率的单位:瓦特（W）1/1JsW3110kWW（1）定义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量。一、功率(单位时间做功的多少)长时间运动时人的功率为数10W，优秀运动员可达1kW长时间运动马的功率为数百瓦鲸游动时功率可达350kW小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦高速列车的功率可达数万kW万吨豪华游轮的功率可达1万kW以上小资料一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率?WFSWPtFSPtPFvSvt思考与推理二、功率和速度的关系FvFtPFv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讨论：分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？三、平均功率和瞬时功率WPtPFv1、求平均功率WPtPFv（v是平均速度）2、求瞬时功率PFv（v是瞬时速度）比较常用例题：如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v＝2m/s的速度向右做匀速直线运动。已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，求：⑴物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？⑵拉力F对物体做功的功率是多大？(sin370＝0.6，cos370＝0.8)【答案】W=1600JP=160W功率P=Fvcosα1.关于功率以下说法中正确的是（）A、据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B、据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D、根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。练习D2.同一恒力按同样方式施于静止物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平抛面移动相同一段距离时，恒力的功和平均功率分别为w1、p1和w2、p2，则二者的关系是（）A.W1w2、p1p2B．W1=w2、p1p2C.W1=w2、p1p2D.W1w2、p1p2BWFs12ttWPt12pp12WW分析：3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=T时刻F的功率是（）A．B．C．D．mTF22mTF2mTF22mTF222C分析：FamvaT2FTPFvm4、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：（1）力F在t=3s内对物体做的功；（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率；（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。【答案】54J，18W，36W解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3sa=F/m=2m/s2;s=v0t+1/2at2=9m,vt=v0+at=6m/s(1)W=FS=54J(2)P=W/t=18W(3)P1=FVt=36W5、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方30m高处开始做自由落体运动。（g取10m/s2)（1）前2s内重力对物体做功的功率是多大？（2）第2s末重力对物体做功的功率是多大？100W200W解:已知m=1.0kgg=10m/s2(1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J,所以:前2S内重力对物体做功的功率为:P=WG/t=100W(2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s公式P=FV可知:P=FV=mgVt=200W1.功率是表示物体做功快慢的物理量2.定义式：WPt3.功率的另一表达式：PFv该式用于求瞬时功率、平均功率该式一般用于求平均功率小结额定功率和实际功率额定功率：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。实际功率：是指机器工作中实际输出的功率（机器不一定在额定功率下工作）。※实际功率总小于或等于额定功率。v汽车的功率汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。P=Fv汽车功率汽车的牵引力汽车的瞬时速度汽车加速运动的情况有两种：1、以额定功率P额启动;2、在恒定的牵引力F作用下启动。第七节功率P=Fv汽车功率汽车的牵引力汽车的瞬时速度以额定功率P额启动v瞬时速度V↑牵引力F↓加速度a↓vPF额牵mfFa阻牵Ffa0F=f，a=0V最大结论：在额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度最快。fPvafFm额牵0v瞬时速度V↑牵引力F↓加速度a↓vPF额牵mfFa阻牵Ffa0F=f，a=0V最大变加速匀速以额定功率P额启动3、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（）A、列车做匀加速直线运动B、列车的速度和加速度均不断增加C、列车的速度增大，加速度减小D、列车做匀速运动√例：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。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？②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？12m/s4m/s1m/s2mafF牵1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。fPFPvm额牵额2、达到最大速度时，a=0注意：发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。汽车的两种运动状态vPF额牵2、火车在运行中保持额定功率2500kw，火车的总质量是1000t，所受阻力恒定为156000N，（1）火车的加速度是1m/s2，速度是多大？（2）火车的速度是时12m/s，加速度是多少？（3）火车的最大速度是多少？1、卡车在水平公路上行驶，发动机的输出功率为66kW，卡车所受阻力随行驶速度而增大，在这个输出功率下卡车以最大速度行驶时的阻力为3.0×103N。求此最大速度。【答案】vm=22m/s2m/s0.05m/s216m/s加速度a一定速度vv=at牵引力不变匀加速直线运动达到最大速度vm变加速直线运动功率PPP额，继续匀加速PFvvFa保持P额继续加速达到P额时Ff以恒定的牵引力F启动2、当F=f时速度最大1、先匀加速再变加速最后匀速以恒定a启动的vtvm匀加变加匀速例2：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？②汽车所能达到的最大速度是多大？mafF牵vFP牵额atvF=7500Nv=8m/st=16svt•第一种情况：汽车以恒定功率启动•第二种情况：汽车以恒定加速度启动vm共同点:当F牵=f阻,a=0,汽车做匀速直线运动时,V到达最大值,P=P额例2：汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。（1）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？②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？mafF牵vFP牵额atvF=7500Nv=8m/st=16s