第七節(jié) 功率,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,二,一,三,一、功率 1.定義:單位時(shí)間內(nèi)做功的多少.用符號(hào)P表示. 2.公式: 3.單位:國(guó)際單位制中功率的單位是瓦特,簡(jiǎn)稱(chēng)瓦,符號(hào):W. 4.物理意義:功率是表示做功快慢的物理量. 預(yù)習(xí)交流1 功率越大,做功一定越多嗎? 答案:功率大表示做功快,不一定做功多,因?yàn)樽龉Φ亩嗌龠€與時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān).,目標(biāo)導(dǎo)航,二,一,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,三,二、功率的計(jì)算 1.一個(gè)力對(duì)物體做功的功率,等于這個(gè)力與受力物體的速度的乘積,即P=Fv. 2.物理學(xué)中把物體在一段時(shí)間內(nèi)做功的功率的平均值叫平均功率,計(jì)算公式 .物理學(xué)中把物體在某一時(shí)刻做功的功率叫瞬時(shí)功率.,目標(biāo)導(dǎo)航,一,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,二,三,三、功率與能量 1.功率表示能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的快慢. 2.額定功率和實(shí)際功率 每一種機(jī)械都有一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間工作的最大允許功率,這個(gè)功率叫機(jī)械的額定功率,也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值;實(shí)際功率是指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率.實(shí)際功率總是小于或等于額定功率. 預(yù)習(xí)交流2 “多拉快跑”是許多司機(jī)的一貫做法,這樣做增大了交通安全的危險(xiǎn)系數(shù),另外從發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的角度考慮會(huì)有什么影響? 答案:發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率大于額定功率,也就是人們常說(shuō)的“小馬拉大車(chē)”,會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命.,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識(shí)精要,思考探究,一、功率,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識(shí)精要,思考探究,2.公式P=Fv中三個(gè)量的制約關(guān)系,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識(shí)精要,思考探究,3.兩種常見(jiàn)的錯(cuò)誤觀點(diǎn) 有些同學(xué)根據(jù)P=Fv得出“當(dāng)P一定時(shí),v0,F;或者F0,v”,即“額定功率一定時(shí),瞬時(shí)速度趨近于0,牽引力就趨近于無(wú)窮大;或牽引力趨近于0,瞬時(shí)速度就趨近于無(wú)窮大”.這種認(rèn)識(shí)對(duì)嗎?說(shuō)明理由. 上述看法顯然不對(duì). 從P=Fv可知,當(dāng)機(jī)械的功率一定時(shí),需要用較大的力做功,就必須降低速度.但是,任何機(jī)器的作用力都不可能無(wú)限制增大,因?yàn)樗艿搅藱C(jī)器結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)條件等的限制,超過(guò)某一限度,作用力與速度成反比的規(guī)律就不成立了,因此任何機(jī)器都存在著一個(gè)最大作用力. 另一方面,當(dāng)機(jī)械的功率一定時(shí),要高速運(yùn)轉(zhuǎn)則作用力就要減小.但是,任何機(jī)器工作時(shí)都要受到摩擦力的作用,因此機(jī)器工作產(chǎn)生的作用力就不可能小于這個(gè)摩擦力,所以任何機(jī)器還存在著一個(gè)最大速率的限制.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,如圖所示,用水平力F推動(dòng)物體,讓物體在水平桌面上以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng),則力F對(duì)物體做功的功率是多少? 答案:因?yàn)榱Φ姆较蚺c物體位移的方向相同,所以F做功為W=Fs.由功率的公式 所以推力對(duì)物體做功的功率為P=Fv.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,【例1】 一臺(tái)起重機(jī)從靜止起勻加速地將質(zhì)量m=1.0103 kg的貨物豎直吊起,在2 s末貨物的速度v=4.0 m/s.求起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均輸出功率及2 s末的瞬時(shí)功率.(g取10 m/s2) 解析:貨物運(yùn)動(dòng)的加速度,根據(jù)牛頓第二定律,F-mg=ma, 起重機(jī)的拉力 F=mg+ma=1.0103(10+2) N=1.2104 N 貨物上升的位移,拉力做的功W=Fs=1.21044 J=4.8104 J,2 s末的瞬時(shí)功率 P=Fv=1.21044.0 W=4.8104 W. 答案:2.4104 W 4.8104 W,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,1.(2015海南單科)假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的( ) A.4倍 B.2倍 答案:D 解析:因阻力的大小正比于速率,即f=kv,當(dāng)摩托艇勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度達(dá)到最大,則P=fv,所以,P=kv2.由此可知,功率P變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí),最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的 倍,故D正確.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,2.(2015浙江理綜)(多選)我國(guó)科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器.艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg,設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0105 N;彈射器有效作用長(zhǎng)度為100 m,推力恒定.要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80 m/s.彈射過(guò)程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和,假設(shè)所受阻力為總推力的20%,則( ) A.彈射器的推力大小為1.1106 N B.彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1108 J C.彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 W D.艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32 m/s2 答案:ABD,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,思考探究,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,二、機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式 1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,【例2】 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為140 kW,汽車(chē)的質(zhì)量為4 t,當(dāng)它行駛在坡角為0.25(sin =0.25)的長(zhǎng)直公路上時(shí),如圖所示.所受摩擦阻力為車(chē)重的 (g取10 m/s2),問(wèn): (1)汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度vmax是多少? (2)若汽車(chē)從靜止開(kāi)始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則此過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間? (3)當(dāng)汽車(chē)勻加速行駛的速度達(dá)到最大值時(shí),汽車(chē)做功多少?,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,解析:(1)汽車(chē)在坡路上行駛,所受阻力由兩部分構(gòu)成, 即f=kmg+mgsin =4 000 N+10 000 N=14 000 N 又因?yàn)楫?dāng)F=f時(shí),P=fvmax,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,(3)由W=Fs可得汽車(chē)在勻加速運(yùn)動(dòng)階段行駛時(shí)牽引力做功為W=Fs=16 40060.78 J=9.97105 J. 答案:(1)10 m/s (2)14.23 s (3)9.97105 J,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,1.(2015全國(guó)理綜)一汽車(chē)在平直公路上行駛.從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示.假定汽車(chē)所受阻力的大小f恒定不變.下列描述該汽車(chē)的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中,可能正確的是( ),答案:A,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,2.一汽車(chē)額定功率為100 kW,質(zhì)量為1.0104 kg,設(shè)阻力恒定,阻力f=kmg,k=0.1. (1)若汽車(chē)保持恒定功率運(yùn)動(dòng),求運(yùn)動(dòng)的最大速度. (2)若汽車(chē)以加速度a=0.5 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng),求其勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間. (3)若保持額定功率運(yùn)動(dòng),當(dāng)汽車(chē)速度為5 m/s時(shí),運(yùn)動(dòng)的加速度是多大? 答案:(1)10 m/s (2)13.4 s (3)1 m/s2,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,