7.3功率(公开课最终版)解析

学习目标：1.理解功率的概念，知道平均功率和瞬时功率．2.掌握平均功率和瞬时功率的计算方法．3.知道机械的额定功率和实际功率的区别．重点难点：1.平均功率和瞬时功率的计算方法．2.机车两种方式启动问题的求解．复习：cosFlW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、功的计算式：三、各种能量的转化需要靠力做功来实现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WPt2.功率的单位:瓦特（W）3110kWW1.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。(单位时间做功的多少)一、功率：力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率定义式：SJW114.功率的另一表达式①v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小②α是F与v方向的夹角cosWPtWFLacosFLaPtLvtaFvPcos3.P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。FVP时当001.平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢2.瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢二、平均功率和瞬时功率求平均功率求瞬时功率tWPcosvFPcosFvP（V是平均速度）（v是瞬时速度）例、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=36W三.额定功率和实际功率1.额定功率:2.实际功率:实际功率应小于或等于额定功率,不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率机器工作时实际输出的功率也就是机器铭牌上的标称值。说明：1.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，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。例如：①汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率②起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率高中物理（必修2）2.功率和机械效率区别①功率是描述物体做功快慢程度的物理量WPtPFv②机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量100%WW有用总v四.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作用下匀加速启动。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，速度最大。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额启动练习、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当汽车的速度为5m/s时加速度多大？③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？12m/s4m/s1.4m/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=0F牵-f=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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的加速度做匀加速直线运动，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=16s问题讨论：机车起动2、机车以恒定加速度的起动过程vt01vmv1ta2t0～t1阶段，机车匀加速Ffmav增大P增大t1时刻，机车达额定功率1mPvvfmat1～t2阶段，机车以额定功率继续加速，同情况1v增大，F减小，一直到a=0vt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额当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。三联系实际学以致用