2018_2019學(xué)年高中物理第3章動能的變化與機(jī)械功課件（打包6套）滬科版必修2.zip,2018,_2019,學(xué)年,高中物理,章動,變化,機(jī)械功,課件,打包,滬科版,必修 3 2 2研究功與功率 二 第3章動能的變化與機(jī)械功 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解功率的概念 能運(yùn)用功率的定義式P 進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 2 理解額定功率和實(shí)際功率 了解平均功率和瞬時(shí)功率的含義 3 根據(jù)功率的定義導(dǎo)出P Fv 會分析P F v三者的關(guān)系 內(nèi)容索引 重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn) 達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān) 自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ) 自主預(yù)習(xí) 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 功率是表示物體的物理量 4 功率是 填 標(biāo) 或 矢 量 時(shí)間t 瓦特 瓦 做功快慢 標(biāo) W 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(jī)械 當(dāng)發(fā)動機(jī)的功率P一定時(shí) 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 即學(xué)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(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 汽車爬坡時(shí)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(yùn)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 答案 Gv 重點(diǎn)探究 導(dǎo)學(xué)探究 建筑工地上有三臺起重機(jī)將重物吊起 下表是它們的工作情況記錄 一 功率 1 三臺起重機(jī)哪臺做功最多 答案三臺起重機(jī)分別做功3 2 104J 2 4 104J 3 2 104J 所以A C做功最多 答案 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(shí)間的比值表示做功的快慢 知識深化 1 對功率P 的理解 1 功率表示的是物體做功的快慢 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(shí) 首先要明確求哪個(gè)力的功率 是某個(gè)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(shí)間 或哪個(gè)過程 的功率 2 額定功率和實(shí)際功率 1 額定功率 機(jī)械允許長時(shí)間正常工作時(shí)的最大功率 發(fā)動機(jī)銘牌上的功率指的就是額定功率 2 實(shí)際功率 機(jī)械實(shí)際工作時(shí)的輸出功率 發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率不能長時(shí)間大于額定功率 否則會損壞機(jī)械 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(jìn)s距離 第二次使此物體從靜止開始在粗糙水平面上前進(jìn)s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 W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 答案 解析 導(dǎo)學(xué)探究 在光滑水平面上 一個(gè)物體在水平恒力F作用下從靜止開始加速運(yùn)動 經(jīng)過一段時(shí)間t后速度為v 求 1 在t時(shí)間內(nèi)力F對物體所做的功 二 功率與速度 答案 2 在t時(shí)間內(nèi)力F的功率 答案 3 在t時(shí)刻力F的功率 答案t時(shí)刻的功率P Fv 知識深化 1 功率與速度的關(guān)系 1 當(dāng)F與v方向相同時(shí) P Fv 2 當(dāng)F與v夾角為 時(shí) P Fvcos 2 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 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 當(dāng)F與v方向相同時(shí) P Fv 其中v為瞬時(shí)速度 當(dāng)F與v夾角為 時(shí) P Fvcos 例2如圖1所示 質(zhì)量為m 2kg的木塊在傾角 37 的足夠長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 圖1 答案 解析 答案48J 解析木塊所受的合外力F合 mgsin mgcos mg sin cos 2 10 0 6 0 5 0 8 N 4N 所以 重力在前2s內(nèi)做的功為W mgsin s 2 10 0 6 4J 48J 2 前2s內(nèi)重力的平均功率 答案 解析 答案24W 3 2s末重力的瞬時(shí)功率 答案48W 解析木塊在2s末的速度v at 2 2m s 4m s2s末重力的瞬時(shí)功率P mgsin v 2 10 0 6 4W 48W 求解功率問題時(shí)容易混淆 平均功率 和 瞬時(shí)功率 這兩個(gè)概念 讀題時(shí)一定注意一些關(guān)鍵詞 某秒末 或 到某位置時(shí) 的功率是求瞬時(shí)功率 只能用P Fv求解 某段時(shí)間內(nèi) 或 某個(gè)過程中 等詞語 則是求平均功率 此時(shí)可用求解 也可以用求解 解析 針對訓(xùn)練一臺起重機(jī)將靜止在地面上 質(zhì)量為m 1 0 103kg的貨物勻加速豎直吊起 在2s末貨物的速度v 4m s 取g 10m s2 不計(jì)額外功 求 1 起重機(jī)在這2s內(nèi)的平均功率 答案 答案2 4 104W 解析設(shè)貨物所受的拉力為F 加速度為a 則由a 得 a 2m s2由牛頓第二定律知 F mg ma則F mg ma 1 0 103 10N 1 0 103 2N 1 2 104N2s內(nèi)貨物上升的高度h at2 4m起重機(jī)在這2s內(nèi)對貨物所做的功W Fh 1 2 104 4J 4 8 104J起重機(jī)在這2s內(nèi)的平均功率 2 起重機(jī)在2s末的瞬時(shí)功率 答案 解析 答案4 8 104W 解析起重機(jī)在2s末的瞬時(shí)功率P Fv 1 2 104 4W 4 8 104W P Fv三個(gè)量的制約關(guān)系 三 P Fv在實(shí)際中的應(yīng)用 例3在水平路面上運(yùn)動的汽車的額定功率為100kW 質(zhì)量為10t 設(shè)阻力恒定 且為車重的0 1倍 g取10m s2 求 1 若汽車以不變的額定功率從靜止啟動 汽車的加速度如何變化 答案 解析 答案逐漸減小 解析汽車以不變的額定功率從靜止啟動 v變大 由P Fv知 牽引力F減小 根據(jù)牛頓第二定律F f ma知 汽車的加速度減小 2 當(dāng)汽車的加速度為2m s2時(shí) 速度為多大 答案 解析 解析由F f ma1 P Fv1 3 汽車在運(yùn)動過程中所能達(dá)到的最大速度 答案 解析 解析當(dāng)汽車速度達(dá)到最大時(shí) a2 0 F2 f P P額 答案10m s 汽車以額定功率啟動的過程分析由P Fv知 隨速度的增加 牽引力減小 又由F f ma知 加速度逐漸減小 故汽車以恒定功率啟動時(shí)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動 當(dāng)加速度a 0時(shí) 汽車達(dá)到速度的最大值 此時(shí)F f vm 這一啟動過程的v t圖像如圖2所示 圖2 達(dá)標(biāo)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(jì)算出任意時(shí)刻的功率B 由P Fv可知 汽車的功率一定與它的速度成正比C 由P Fv可知 牽引力一定與速度成反比D 當(dāng)汽車的功率一定時(shí) 牽引力一定與速度成反比 解析公式P 求的是這段時(shí)間內(nèi)的平均功率 不能求瞬時(shí)功率 故A錯(cuò)誤 根據(jù)P Fv可知 當(dāng)汽車牽引力一定時(shí) 汽車的功率才與速度成正比 故B錯(cuò)誤 由P Fv可知 當(dāng)汽車功率一定時(shí) 牽引力才與速度成反比 故C錯(cuò)誤 D正確 答案 解析 1 2 3 4 2 平均功率和瞬時(shí)功率 一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動 那么 在前t時(shí)間內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P分別為 答案 解析 1 2 3 4 解析前t時(shí)間內(nèi)重力做功的平均功率 1 2 3 4 t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P Fv mg gt mg2t故C正確 3 功率的計(jì)算 如圖3所示 位于水平面上的物體A的質(zhì)量m 5kg 在F 10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運(yùn)動 在位移s 36m時(shí)撤去力F 求 在下述兩種條件下 力F對物體做功的平均功率各是多大 取g 10m s2 1 水平面光滑 答案 解析 1 2 3 4 答案60W 圖3 1 2 3 4 解析在光滑水平面上 物體的加速度 由v2 v02 2as 得v 12m s 1 2 3 4 解析在粗糙水平面上 物體的加速度 2 物體與水平面間的動摩擦因數(shù) 0 15 答案30W 由v 2 v02 2a s 得v 6m s 答案 解析 4 機(jī)車啟動問題 汽車發(fā)動機(jī)的額定功率P 60kW 若其總質(zhì)量為m 5t 在水平路面上行駛時(shí) 所受阻力恒為F 5 0 103N 若汽車啟動時(shí)保持額定功率不變 則 1 求汽車所能達(dá)到的最大速度vmax 解析 答案 1 2 3 4 答案12m s 解析汽車在運(yùn)動中所受的阻力大小為 F 5 0 103N 汽車保持恒定功率啟動時(shí) 做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動 當(dāng)加速度減小到零時(shí) 速度達(dá)到最大 所以 此時(shí)汽車的牽引力為F1 F 5 0 103N 1 2 3 4 解析當(dāng)汽車的加速度為2m s2時(shí) 設(shè)牽引力為F2 由牛頓第二定律得 F2 F ma F2 F ma 5 0 103N 5 0 103 2N 1 5 104N 1 2 3 4 2 當(dāng)汽車加速度為2m s2時(shí) 速度是多大 答案4m s 解析 答案 解析當(dāng)汽車的速度為6m s時(shí) 1 2 3 4 3 當(dāng)汽車速度是6m s時(shí) 加速度是多大 答案1m s2 由牛頓第二定律得F3 F ma 解析 答案