3功率,第七章機械能守恒定律,內(nèi)容索引,自主預(yù)習預(yù)習新知夯實基礎(chǔ),重點探究啟迪思維探究重點,達標檢測檢測評價達標過關(guān),自主預(yù)習,一、功率1.定義：功W與完成這些功所用的比值.2.公式P_.單位：，簡稱，符號.3.意義：功率是表示的物理量.4.功率是(“標”或“矢”)量.,時間t,瓦特,瓦,W,做功快慢,標,5.額定功率和實際功率(1)額定功率：機械允許長時間工作時的功率.發(fā)動機銘牌上的功率指的就是額定功率.(2)實際功率：機械工作時的輸出功率.發(fā)動機的實際功率不能長時間大于額定功率，否則會損壞機械.,正常,最大,實際,二、功率與速度1.功率與速度關(guān)系式：P(F與v方向相同).2.應(yīng)用：由功率速度關(guān)系知，汽車、火車等交通工具和各種起重機械，當發(fā)動機的功率P一定時，牽引力F與速度v成(填“正比”或“反比”)，要增大牽引力，就要速度.,Fv,反比,減小,答案,即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)由公式P知，做功越多，功率越大.()(2)力對物體做功越快，力的功率一定越大.()(3)發(fā)動機不能在實際功率等于額定功率情況下長時間工作.()(4)汽車爬坡時常常需要換高速擋.(),答案,2.用水平力使重力為G的物體沿水平地面以速度v做勻速直線運動.已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)為，則水平力對物體做功的功率是_.,Gv,重點探究,一、功率,建筑工地上有三臺起重機將重物吊起，下表是它們的工作情況記錄：,導(dǎo)學探究,答案,(1)三臺起重機哪臺做功最多？,答案三臺起重機分別做功3.2104J、2.4104J、3.2104J，所以A、C做功最多.,(2)哪臺做功最快？怎樣比較它們做功的快慢呢？,答案B做功最快，可以用功與所用時間的比值表示做功的快慢.,1.功率表示的是做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然.2.求解功率時，首先要明確求哪個力的功率，是某個力的功率，還是物體所受合力的功率，其次還要注意求哪段時間(或哪個過程)的功率.,知識深化,例1某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體從靜止開始在光滑水平面上前進l距離，第二次使此物體從靜止開始在粗糙水平面上前進l距離.若先后兩次拉力做的功分別為W1和W2，拉力做功的平均功率分別為P1和P2，則A.W1W2，P1P2B.W1W2，P1P2C.W1W2，P1P2D.W1W2，P1P2,答案,解析,解析兩次拉物體用的力都是F，物體的位移都是l.由WFlcos可知W1W2.物體在粗糙水平面上前進時，加速度a較小，由lat2可知用時較長，再由P可知P1>P2，選項B正確.,二、功率與速度,答案,導(dǎo)學探究,在光滑水平面上，一個物體在水平恒力F作用下從靜止開始加速運動，經(jīng)過一段時間t，末速度為v.求：(1)在t時間內(nèi)力F對物體所做的功.,解析,(2)在t時間內(nèi)力F的功率.,答案,解析t時間內(nèi)的功率為平均功率,(3)在t時刻力F的功率.,答案Fv,解析t時刻的功率PFv,解析,1.功率與速度的關(guān)系(1)當F與v方向相同時，PFv；(2)當F與v夾角為時，PFvcos.2.平均功率和瞬時功率(1)平均功率：時間t內(nèi)功率的平均值，計算公式：.當F與v方向相同時，其中為平均速度.,知識深化,(2)瞬時功率：某一時刻功率的瞬時值，能精確地描述做功的快慢，計算公式：當F與v方向相同時，PFv，其中v為瞬時速度；當F與v夾角為時，PFvcos.,答案,例2一臺起重機將靜止在地面上的質(zhì)量為m1.0103kg的貨物勻加速豎直吊起，在2s末貨物的速度v4m/s.(取g10m/s2，不計額外功)求：(1)起重機在這2s內(nèi)的平均功率；,解析,答案2.4104W,解析設(shè)貨物所受的拉力為F，加速度為a，則,Fmgma1.010310N1.01032N1.2104N2s內(nèi)貨物上升的高度,起重機在這2s內(nèi)對貨物所做的功WFh1.21044J4.8104J起重機在這2s內(nèi)的平均功率,答案,(2)起重機在2s末的瞬時功率.,解析,答案4.8104W,解析起重機在2s末的瞬時功率PFv1.21044W4.8104W.,求解功率問題時容易混淆“平均功率”和“瞬時功率”這兩個概念.讀題時一定注意一些關(guān)鍵詞：“某秒末”或“到某位置時”的功率是求瞬時功率，只能用PFv求解；“某段時間內(nèi)”或“某個過程中”等詞語，則是求平均功率，此時可用求解，也可以用求解.,答案,例3放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在06s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象如圖1甲、乙所示.下列說法正確的是,解析,圖1,A.06s內(nèi)物體的位移大小為20mB.06s內(nèi)拉力做功為100JC.滑動摩擦力的大小為5ND.06s內(nèi)滑動摩擦力做功為50J,解析在06s內(nèi)物體的位移大小為x(46)6m30m，故A錯誤；Pt圖線與時間軸圍成的面積表示拉力做功的大小，則拉力做功WF230J104J70J，故B錯誤；在26s內(nèi)，v6m/s，P10W，物體做勻速運動，摩擦力FfF，得Ff，故C錯誤；在06s內(nèi)物體的位移大小為30m，滑動摩擦力做負功，即Wf30J50J，D正確.,三、PFv在實際中的應(yīng)用,PFv三個量的制約關(guān)系,答案,例4(2018嘉興市第一中學第二學期期中考試)某種型號轎車凈重1500kg，發(fā)動機的額定功率為150kW，最高時速可達180km/h.如圖2為車中用于改變車速的擋位，手推變速桿到達不同擋位可獲得不同的運行速度，從“1”“5”速度逐漸增大，R是倒車擋(設(shè)轎車行駛中阻力不變)，則下列說法正確的是,解析,圖2,轎車要以最大動力上坡，變速桿應(yīng)推至“1”擋轎車要以最大動力上坡，變速桿應(yīng)推至“5”擋在額定功率下以最高速度行駛時，轎車的牽引力為3000N轎車受到的阻力為833NA.B.C.D.,解析根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系PFv可知，當速度最小時，牽引力最大，變速桿應(yīng)推至“1”擋，故正確，錯誤；在額定功率下以最高速度行駛時，F(xiàn)Ff3000N，故正確，錯誤.所以A正確，B、C、D錯誤.,在額定功率下汽車以最高速度行駛時，此時速度為最大速度.vm.此時汽車做勻速運動，牽引力等于阻力，故由P、vm可以求汽車所受阻力.,答案,針對訓(xùn)練一質(zhì)量為5000kg的汽車，以額定功率由靜止啟動，它在水平面上運動時所受的阻力為車重的0.1倍，發(fā)動機額定功率為50kW.則汽車在此路面上行駛的最大速度為(g取10m/s2)A.5m/sB.7m/sC.8m/sD.10m/s,達標檢測,1.(對功率的理解)關(guān)于功率，下列說法正確的是A.由P可知，只要知道W和t的值就可以計算出任意時刻的功率B.由PFv可知，汽車的功率一定與它的速度成正比C.由PFv可知，牽引力一定與速度成反比D.當汽車的功率一定時，牽引力一定與速度成反比,解析公式P求的是這段時間內(nèi)的平均功率，不能求瞬時功率，故A錯誤；根據(jù)PFv可知，當汽車牽引力一定時，汽車的功率與速度成正比，故B錯誤；由PFv可知，當汽車功率一定時，牽引力與速度成反比，故C錯誤，D正確.,答案,解析,1,2,3,4,5,2.(平均功率和瞬時功率)一個質(zhì)量為m的小球做自由落體運動，那么，在前t時間內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t時刻重力做功的瞬時功率P分別為,答案,1,2,3,4,5,解析前t時間內(nèi)重力做功的平均功率,t時刻重力做功的瞬時功率PFvmggtmg2t故C正確.,解析,3.(實際問題中功率的求解)(2018臺州中學高三第一學期第一次統(tǒng)練)在2016年里約奧運會場地自行車女子團體競速賽中，中國隊的鐘天使和宮金杰兩位強將相繼刷新奧運和世界紀錄奪金.如圖3是兩位運動員在比賽沖刺階段的畫面，若運動員此時受到的阻力約為200N，則運動員的輸出功率最接近,1,2,3,4,5,圖3,A.40WB.4.0102WC.4.0103WD.4.0104W,解析運動員速度大約為72km/h20m/s，PFvFfv20020W4.0103W，C正確.其它選項數(shù)量級差太多，是錯誤的.,答案,解析,A.2PB.4PC.8PD.16P,4.(公式PFv的應(yīng)用)(2018杭西高高一4月測試)中國的高鐵技術(shù)居世界領(lǐng)先地位.通常，列車受到的阻力與速度的平方成正比，即Ffkv2.列車要跑得快，必須用大功率的機車牽引.若列車以120km/h的速度勻速行駛時機車的功率為P，則該列車以240km/h的速度勻速行駛時機車的功率為,答案,解析,1,2,3,4,5,解析由PFv及FFf，F(xiàn)fkv2得：Pkv3,5.(功率的有關(guān)計算)(2018余姚中學高二第二學期期中考試)某重型氣墊船，質(zhì)量為5.0105kg，最高時速為108km/h，裝有額定輸出功率為9000W的燃氣輪機.假設(shè)該重型氣墊船在海面航行過程所受的阻力Ff與速度v滿足Ffkv，下列說法正確的是A.該重型氣墊船的最大牽引力為3.0105NB.由題中給出的數(shù)據(jù)可算出k1.0104Ns/mC.當以最高時速一半的速度勻速航行時，氣墊船所受的阻力大小為3.0105ND.當以最高時速一半的速度勻速航行時，氣墊船發(fā)動機的輸出功率為4500kW,1,2,3,4,5,答案,解析,解析最高速度vm108km/h30m/s，此時勻速運動，牽引力F3.0105N.在達到最大速度前牽引力大于3.0105N，所以A錯誤；,1,2,3,4,5,