歡迎進入物理課堂 第三節(jié)功率 學習目標 1 理解功率的概念 知道平均功率和瞬時功率 2 掌握平均功率和瞬時功率的計算方法 3 知道機械的額定功率和實際功率的區(qū)別 重點難點 1 平均功率和瞬時功率的計算方法 2 機車兩種方式啟動問題的求解 快慢 瓦特 瓦 5 額定功率和實際功率 1 額定功率 電動機 內(nèi)燃機等動力機械在 條件下可以長時間工作的 功率 2 實際功率 電動機 內(nèi)燃機等動力機械工作時 的功率 說明 實際輸出功率一般情況下小于額定功率 但在特殊情況下 如汽車越過障礙時 可以使實際功率在短時間內(nèi)大于額定功率 正常 最大 實際消耗 Fl Fv 成功發(fā)現(xiàn)1 一個力對物體做功的功率 等于這個力與物體運動速度的乘積 即P Fv 2 若v是物體的平均速度 則P Fv對應時間t內(nèi)的 功率 若v是瞬時速度 則P表示該時刻的 功率 平均 瞬時 1 平均功率和瞬時功率的比較 2 對P W t與P Fv的理解 1 P W t是功率的定義式 適用于任何情況下功率的計算 一般用于求解平均功率 2 P Fv 適用于F與v同向的情況 但如果二者夾角為 則用P Fvcos 來計算功率 P Fvcos 既適用于求平均功率 也適用于求瞬時功率 計算瞬時功率時 要注意F v 的瞬時對應關系 3 P Fv中三個量的制約關系 2012 泰州中學高一檢測 如圖7 3 1所示 質(zhì)量為m 2kg的木塊在傾角 37 的斜面上由靜止開始下滑 木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0 5 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 前2s內(nèi)重力做的功 2 前2s內(nèi)重力的平均功率 3 2s末重力的瞬時功率 圖7 3 1 答案 見精講精析 方法總結 在求解功率時應注意 1 若求平均功率 還需明確是求哪段時間內(nèi)的平均功率 一般用公式P W t來計算 2 若求瞬時功率 需明確是哪一時刻或哪一位置 再確定該時刻或該位置的速度 應用公式P F v 如果F v不同向 用P F vcos 計算 vcos 為v在F方向的分速度 變式訓練1 質(zhì)量相同的A B兩球 分別從同一高度以不同的初速度水平拋出 A球初速度vA小于B球初速度vB 不計空氣阻力 則從拋出到落地過程中有 A 重力對A球做功的平均功率小些B 重力對A B兩球做功的平均功率相同C 落地時B球重力的瞬時功率較大D 落地時A B兩球重力的瞬時功率相等 故機車達到最大速度時a 0 F Ff P Fvm Ffvm 這一啟動過程的v t圖象如圖7 3 2所示 圖7 3 2 特別提醒 以上分析只是針對在水平面上啟動的情況 當汽車在斜面上啟動 速度達到最大值時 根據(jù)平衡條件確定牽引力與阻力的關系 2012 莆田一中高一檢測 質(zhì)量為m 5 103kg的汽車在水平公路上行駛 阻力是車重的0 1倍 讓車保持額定功率為60kW 從靜止開始行駛 求 g取10m s2 1 汽車達到的最大速度vm 2 汽車車速v1 2m s時的加速度 答案 1 12m s 2 5m s2 變式訓練2 2012 寧德高一檢測 質(zhì)量為m的汽車 其發(fā)動機額定功率為P 當它開上一個傾角為 的斜坡時 受到的阻力為車重力的k倍 則車的最大速度為 阻力不包括重力的分力 特別提醒 機車以恒定加速度啟動時 勻加速結束時的速度 并未達到整個過程的最大速度vm 2012 太原五中高一月考 質(zhì)量為m 4 0 103kg的汽車 發(fā)動機的額定功率為P 40kW 汽車從靜止開始以a 0 5m s2的加速度行駛 所受阻力F阻 2 0 103N 則汽車勻加速行駛的最長時間為多少 汽車可能達到的最大速度為多少 答案 20s20m s 易誤警示 把汽車在勻加速運動過程中的最大速度當成汽車勻速運動的速度是解答本題時易犯的錯誤 變式訓練3 一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物 當重物的速度為v1時 起重機的有用功率達到最大值P 以后起重機保持該功率不變 繼續(xù)提升重物 直到以最大速度v2勻速上升為止 物體上升的高度為h 則整個過程中 下列說法正確的是 經(jīng)典案例 10分 跳繩是一種健身運動 設某運動員的質(zhì)量是50kg 她一分鐘跳繩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 求該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率 g取10m s2 精巧點撥 注意人在一個周期中 只有上升階段才克服重力做功 圖7 3 4 答案 75W 規(guī)律總結 在周期性運動中 某物理量在一段時間 遠大于周期 內(nèi)的平均值與該物理量在一個周期內(nèi)的平均值相等 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