第3節(jié)功率 一 功率閱讀教材第60頁 功率 部分 知道功率的概念 公式及單位 了解額定功率和實(shí)際功率的概念 知道它們的區(qū)別 1 定義 功W與完成這些功 t的比值 3 單位 在國際單位制中 功率的單位是 簡稱 用 表示 1W 1J s 4 標(biāo)矢性 功率是 5 物理意義 表示物體做功 的物理量 所用時(shí)間 瓦特 瓦 W 標(biāo)量 快慢 6 額定功率與實(shí)際功率 1 額定功率 是動(dòng)力機(jī)械可以 的最大輸出功率 2 實(shí)際功率 是動(dòng)力機(jī)械 時(shí)的輸出功率 3 關(guān)系 實(shí)際功率往往 A 大于B 小于 額定功率 但也可以在很短時(shí)間內(nèi) A 大于B 小于 額定功率 長時(shí)間工作 實(shí)際工作 B A 思考判斷1 由公式P 知 做功越多 功率越大 2 做相同的功 用時(shí)短的做功較快 3 發(fā)動(dòng)機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長時(shí)間工作 4 功率大 做功一定多 二 功率與速度閱讀教材第61 62頁 功率與速度 部分 知道功率與速度的關(guān)系式 1 功率與速度關(guān)系式 P F與v方向相同 Fv 2 推導(dǎo) Fv Fl 3 應(yīng)用 由功率與速度關(guān)系式知 汽車 火車等交通工具和各種起重機(jī)械 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí) 牽引力F與速度v成 要增大牽引力 就要 速度 反比 減小 4 平均功率和瞬時(shí)功率 1 平均功率 時(shí)間t內(nèi)功率的平均值 計(jì)算公式 P 和P Fv 2 瞬時(shí)功率 某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值 能精確地描述做功的快慢 計(jì)算公式 P 其中v為瞬時(shí)速度 當(dāng)F與v夾角為 時(shí) P Fvcos Fv 思維拓展如圖1所示 果農(nóng)在打椰子時(shí) 一個(gè)質(zhì)量為m的椰子從高h(yuǎn)處落地 圖1 1 如何求椰子在下落過程中重力的功率 該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率 2 如何求椰子落地時(shí)重力的功率 該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率 要點(diǎn)歸納 2 公式P Fv中三個(gè)量的制約關(guān)系 精典示例 例1 質(zhì)量m 3kg的物體 在水平力F 6N的作用下 在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 3s 求 1 力F在t 3s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率 2 在3s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率 答案 1 18W 2 36W 針對(duì)訓(xùn)練1 關(guān)于功率 以下說法中正確的是 D 根據(jù)P Fv可知 發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí) 交通工具的牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比 答案D 要點(diǎn)歸納 機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式 1 兩種啟動(dòng)方式的過程分析 2 機(jī)車啟動(dòng)問題中幾個(gè)物理量的求法 精典示例 例2 2017 金昌高一檢測 額定功率為80kW的汽車在水平平直公路上行駛時(shí)最大速率可達(dá)20m s 汽車質(zhì)量為2000kg 如果汽車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng) 設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中阻力不變 加速度大小為2m s2 求 1 汽車所受阻力多大 2 汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程可以維持多長時(shí)間 2 由牛頓第二定律得 F牽 F阻 ma F牽 ma F阻 2000 2N 4000N 8000N由P F牽v得80000 8000v 解得v 10m s由v at解得t 5s 答案 1 4000N 2 5s 誤區(qū)警示 處理機(jī)車啟動(dòng)問題應(yīng)注意三點(diǎn) 1 公式P Fv中的F指的是機(jī)車的牽引力 而不是合外力 2 只有機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) 牽引力F才等于它受到的阻力Ff大小 3 機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí) 勻加速結(jié)束時(shí)的速度并沒有達(dá)到最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度vm 針對(duì)訓(xùn)練2 2017 威海高一檢測 機(jī)車以下列兩種方式啟動(dòng) 且沿直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)阻力不變 方式 機(jī)車以不變的額定功率啟動(dòng) 方式 機(jī)車的啟動(dòng)功率先隨速度均勻增加 后保持額定功率不變 如圖2給出的四個(gè)圖象中 能夠正確反映機(jī)車的速度v隨時(shí)間t變化的是 圖2 A 甲對(duì)應(yīng)方式 乙對(duì)應(yīng)方式 B 乙對(duì)應(yīng)方式 丙對(duì)應(yīng)方式 C 甲對(duì)應(yīng)方式 丙對(duì)應(yīng)方式 D 丙對(duì)應(yīng)方式 丁對(duì)應(yīng)方式 答案B 1 對(duì)功率的理解 關(guān)于功率 下列說法正確的是 A 功率是說明力做功多少的物理量B 功率是說明力做功快慢的物理量C 做功時(shí)間越長 功率一定越小D 力做功越多 功率一定越大解析功率的物理意義是描述做功的快慢 功率大則做功快 功率小則做功慢 功率的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)做功的多少 故B正確 答案B 2 瞬時(shí)功率的計(jì)算 2017 昆明高一檢測 一質(zhì)量為m的物體 從傾角為 的光滑固定斜面頂端由靜止下滑 下滑時(shí)離地面的高度為h 如圖3所示 當(dāng)物體滑到斜面底端時(shí) 重力的瞬時(shí)功率為 圖3 答案B 3 對(duì)平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算 多選 質(zhì)量為3kg的物體 從高45m處自由落下 g取10m s2 那么在下落的過程中 A 前2s內(nèi)重力做功的功率為300WB 前2s內(nèi)重力做功的功率為675WC 第2s末重力做功的功率為600WD 第2s末重力做功的功率為900W 答案AC 4 機(jī)車啟動(dòng)問題 多選 如圖4所示為一汽車在平直的公路上由靜止開始運(yùn)動(dòng)的速度圖象 汽車所受阻力恒定 圖中OA為一段直線 AB為一曲線 BC為一平行于時(shí)間軸的直線 則 圖4 A OA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的B OA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力恒定C AB段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可能是恒定的D BC段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的 解析OA為一段直線 說明OA段汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 牽引力不變 根據(jù)P Fv可知 速度增大 功率增大 故A錯(cuò)誤 B正確 AB為一曲線 斜率逐漸減小 則加速度逐漸減小 牽引力減小 根據(jù)P Fv可知 牽引力減小 速度增大 功率可能不變 故C正確 BC為一平行于時(shí)間軸的直線 則汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng) 牽引力等于阻力 不變 速度也不變 根據(jù)P Fv可知 功率不變 故D正確 答案BCD 5 與圖象結(jié)合的功率問題 如圖5甲所示 質(zhì)量為1 0kg的物體置于固定斜面上 對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F 1 0s末將拉力撤去 物體運(yùn)動(dòng)的v t圖象如圖乙 試求 取g 10m s2 圖5 1 拉力F的大小 2 拉力F在第1s內(nèi)的平均功率 答案 1 18N 2 108W