1、课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 第3节 功 率 学习目标1理解功率的概念，知道平均功率和瞬时功率。2掌握平均功率和瞬时功率的计算方法。3知道机械的额定功率和实际功率的区别。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 课前预习落实基础 一、功率 1定义：功W与完成这些功所用时间t的。2定义式：P。3单位：国际单位制中，功率的单位是，简称瓦，符号是。1 W1 J/s，1 kW103 W。比值瓦特WWt课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2
2、4物理意义：功率是表示做功的物理量。5额定功率与实际功率(1)额定功率电动机、内燃机等动力机械在转速下可以长时间工作时输出的功率。(2)实际功率动力机械工作时实际消耗的功率。快慢额定课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判 1(1)力对物体做功越多，功率越大。()(2)做功时间越短，功率越大。()(3)完成相同的功，用时越短功率越小。()课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 二、功率与速度1功率与速度的关系式P(F 与 v 方向相同)。2推导功率定义式：P功的计算式：WP。位
3、移：lvt。FvFvWtFl课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 3应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成，要增大牵引力，就要速度。反比减小课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判2(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。()(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。()(3)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。()(4)汽车以恒定功率启动时，加速度减小。()课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜
4、单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 课堂互动突破考点 考点一 功率的定义式和计算式的理解及应用课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1公式 PWt 和 PFv 的比较PWtPFv适用条件(1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率(2)当时间 t0，可由定义式确定瞬时功率(1)功率的计算式，仅适用于 F 与 v 同向的情况，一般用来求瞬时功率(2)当 v 为平均速度时，所求功率为平均功率联系(1)公式 PFv 是 PWt 的推论(2)功率 P 的大小与 W、t 无关课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜
5、 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2.公式PFv中三个量的制约关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5 s。求5 s内拉力对物体所做的功是多少？5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少？(g取10 m/s2)
6、【思路引导】物体在恒力作用下由静止开始运动，是一个匀加速运动，可结合牛顿第二定律和运动学公式求解平均功率和瞬时功率。例1课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主解答 对物体受力分析，如图所示 由牛顿第二定律得 aFmgm242102 m/s22 m/s2 5 s 内物体的位移 x12at212252 m25 m，其方向竖直向上。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 5 s 末物体的速度 vat25 m/s10 m/s 其方向竖直向上。故 5 s 内拉力的功为 WFx2425 J600
7、J 5 s 内拉力的平均功率为 PWt 6005 W120 W 5 s 末拉力的瞬时功率为 PFv2410 W240 W。答案 600 J 120 W 240 W课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 规律总结求解功率问题的思路1要明确所求功率是某物体各力的功率，还是合力的功率。如汽车发动机的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率。(1)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，应用
8、公式 PWt 或 PF v进行求解。(2)若求瞬时功率，需明确对应状态的速度 v，应用公式 PFv 求解。如果 F、v 不同向，则将它们先投影到同一方向上再进行计算。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1(2018天津)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v80 m/s。已知飞机质量m7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g10m/s2
9、。求飞机滑跑过程中 变式训练课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P。图731课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有 v22ax 代入数据解得 a2 m/s2(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻，依题意有 F阻0.1mg 设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有 FF阻ma 课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 设飞机滑跑过程中的平均速度为
10、v，有vv2在滑跑阶段，牵引力的平均功率PF v联立式得P8.4106 W。答案(1)2 m/s2(2)8.4106 W课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 考点二 机车启动的两种方式1两种启动方式的过程分析两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动Pt图和vt图课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 过程分析vFP（不变）v aFF阻maFF阻m不变F 不变vPFv 直到 P 额Fv1OA段运动性质加 速 度 减 小的 加 速 直 线运动匀加速直线运动，维持时间 t0v1a 课前预习落实基础
11、第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 过程分析FF 阻a0F 阻 PvmvFP额v aFF阻mAB段运动性质以 vm 做匀速直线运动加速度减小的加速运动BC 段FF阻a0F阻P额vm，以 vm 做匀速直线运动课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2.机车启动问题中几个物理量的求法(1)机车的最大速度 vm 的求法，机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力 F 等于阻力 Ff 故 vmPFPFf。(2)匀加速启动持续时间的求法，牵引力 FmaFf，匀加速的最后速度 vmP额maFf，时间 tvma。(3)瞬
12、时加速度的求法，据 FPv求出牵引力，则加速度 aFFfm。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试求：(1)汽车保持以额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始，保持以加速度a0.5 m/s2做匀加速直线运动，这一过程能持续多长时间？(3)当车速为6 m/s时，汽车的实际功率？例2课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主解答 汽车达到最大速度时，a0，此时，Ffk
13、mgPFvmvm Pkmg 6.01040.1510310 m/s12 m/s(2)汽车速度在达到最大值之前已经历了两个过程：匀加速变加速。匀加速运动的加速度 aFkmgm课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 所以 Fm(akg)5103(0.50.110)N7.5103 N 设汽车匀加速的时间为 t，匀加速能达到的最大速度为 v1，v1at 汽车速度达到 v1 时 PFv1 t PFa6.01047.51030.5 s16 s。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(3)当车速为6 m/
14、s时，汽车的实际功率：PFv7.51036 W45 kW。答案(1)12 m/s(2)16 s(3)45 kW课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 误区警示用公式PFv处理机车启动问题时应注意的问题1公式PFv中的F指的是机车的牵引力，而不是合外力。2只有机车匀速运动时，牵引力F才等于它受到的阻力Ff大小。3机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度vm。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 变式训练2.一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率
15、P 随时间 t 的变化如图 732 所示。假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变。下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是图 732课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 图733课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 本题属于机车的恒定功率启动问题。当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0t1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t1t2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A项正确。答案 A课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 本讲结束请按ESC键返回课下作业能力提升
