歡迎進入物理課堂 第七節(jié)功率 1 知道功率是表示做功快慢的物理量 2 理解功率的概念 能運用功率的公式P W t進行有關(guān)計算 3 正確理解公式P FVcos 的意義 知道什么是瞬時功率 什么是平均功率 知識回憶 1 恒力做功的求法 W FLcos 中的F是恒力 恒力所做的功只要找出F L 即可 2 合力做功 總功 的求法 1 先求出合力F合再用W總 F合Lcos 2 先求各個分力做功W1 W2 W3 后求總功W總 W1 W2 W3 這兩種方法都要求先對物體進行正確的受力分析 后一種方法還需要把各個功的正負號代入運算 思考與討論 觀看視頻 說一下兩種耕地方式有何不同 顯然 兩種耕地方式 做的功是相同的 但所用的時間不同 在日常生活和生產(chǎn)實踐中 對一種機械 我們不僅關(guān)心它能做多少功 更關(guān)心它做功的快慢 為了比較不同物體做功的快慢 我們需要引入一個新的物理量 功率 一功率 3 單位 在國際單位制中 功率的單位是瓦特 簡稱瓦 符號是W 1W 1J s 1 定義 功跟完成這些功所用時間的比值 叫做功率 4 物理意義 反映力對物體做功的快慢 5 功率是標量 2 表達式 一個物體在水平恒力F的作用下 以速度v勻速直線運動了一段時間t 試求這段時間t內(nèi)恒力F做功的功率大小 討論與交流 拓展 若物體在水平恒力F作用下變速運動了一段時間t 則恒力F在時間t內(nèi)做功的功率又如何呢 若力F與水平面成 角時呢 二平均功率和瞬時功率 1 平均功率 描述在一段時間內(nèi)做功的平均快慢 當t很短很短時 此式表示瞬時功率 當t表示一段時間時 此式表示平均功率 2 瞬時功率 表示在某一時刻做功的快慢 是F與V的夾角 若V表示平均速度 則P表示平均功率 P FVcos 若V表示瞬時速度 則P表示瞬時功率 3 功率與速度的關(guān)系 在作用力方向與運動方向一致時P Fv思考與討論 1 當P一定時 F和v有什么關(guān)系 2 當F一定時 P和v有什么關(guān)系 3 當v一定時 F和P有什么關(guān)系 F與v成反比 P與v成正比 F與P成正比 4 注意 機器不一定在額定功率下工作 機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率 機器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率 但不允許長時間超過額定功率 在日常生活中 我們經(jīng)常說某臺機器的功率 或某物體做功的功率 實際上是指某個力對物體做功的功率 例如 汽車的功率就是汽車牽引力的功率 起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率 討論與交流 P一定時 F與V成反比 上坡時由于要克服重力 機車的牽引力增大 而P是有限的 必須降低速度 以保護發(fā)動機 汽車爬坡時為何必須使用低速擋 功率與能量 1 功 功率與能量的關(guān)系 功是能量變化的量度 功率表示能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的快慢程度 2 額定功率與實際功率 機械正常工作時 允許達到的最大功率叫做額定功率 機械實際運行的功率叫做實際功率 1 關(guān)于功率 下列說法中正確的是 A 功率是說明做功多少的物理量B 功率是說明力做功快慢的物理量C 做功時間越長 功率一定小D 力做功越多 功率一定大 B 2 關(guān)于功率以下說法中正確的是 A 據(jù)P W t可知 機器做功越多 其功率就越大B 據(jù)P Fv可知 汽車牽引力一定與速度成反比C 據(jù)P W t可知 只要知道時間t內(nèi)機器所做的功 就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻機器做功的功率D 根據(jù)P Fv可知 發(fā)動機功率一定時 交通工具的牽引力與運動速度成反比 D 3 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上 從t 0時刻開始受到水平力的作用 力F與時間t的關(guān)系如圖所示 力的方向保持不變 則 A 3t0時刻的瞬時功率為B 3t0時刻的瞬時功率為C 在t 0到3t0這段時間內(nèi) 水平力的平均功率為D 在t 0到3t0這段時間內(nèi) 水平力的平均功率為 2t0時的速度v1 2t00 2t0時間內(nèi)的位移l1 2t0 2 2 F做功W1 F0l1 3t0時的速度 v2 3t0時刻的瞬時功率 P 3F0 v2 15故B正確 A錯 解析 2t0 3t0時間內(nèi)的位移l2 v1t0 t02 F做的功W2 3F0l2 0 3t0時間內(nèi)F的平均功率P 故D選項正確 C錯 答案 BD 4 質(zhì)量為m的物體從傾角為 的光滑斜面頂端由靜止滑下 滑到斜面底端時的速度為v 求 重力的瞬時功率為多少 法1 解 P mgVcos 90 mgvsin 法2 解 將mg分解為沿速度方向和垂直于速度方向兩個分力 F1 mgsin P F1V mgvsin 5 跳繩是一種健身運動 設(shè)某運動員的質(zhì)量是50kg 他一分鐘跳繩180次 假定在每次跳躍中 腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的2 5 則該運動員跳繩過程中克服重力做功的平均功率是W g取10m s2 75 分析 運動員每次克服重力所做的功就等于他重力勢能的增量 跳一次的時間 t 60 180 1 3s 每次在空中的時間 t 1 3 3 5 1 5s 每次跳起的高度 得平均功率 6 質(zhì)量為1 4t的汽車在平直公路上從靜止開始運動 先做勻加速直線運動 5s末達額定功率之后保持額定功率運動 其運動情況如圖示 求 1 汽車所受的阻力 2 汽車的額定功率 3 前10s內(nèi)牽引力做的功 解析 前5s內(nèi) a 1 6m s2S 1 2 at2 20m 5s末P Fv5 8F 15s末P Fminv15 15f 前5s內(nèi) F f ma 解以上三式得 P 3 84 104Wf 2 56 103NF 4 8 103N 前5s內(nèi)做功W1 FS 4 8 103 20 9 6 104J 第二個5s內(nèi)做功W2 Pt 3 84 104 5 1 92 105J W W1 W2 2 88 105J 答案 1 2 56 103N 2 3 84 104J 3 2 88 105J 2 定義式 1 物理意義 表示做功快慢的物理量 3 計算式 P Fvcos 該式一般用于求平均功率 4 單位 在國際單位制中瓦特W 該式一般用于求瞬時功率 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全