2. 功率ppt配用优秀获奖教案

第2节功率

重难点：

1．功与完成这些功所用时间的比值叫做功率，即P＝

Wt，表示做功的快慢。

W2．公式P＝t一般用来计算平均功率，瞬时功率用公

式P＝Fv进行计算，若v取平均速度，则P＝Fv为

平均功率。

3．汽车上坡时，司机要“换挡”来减小速度，这样在发

动机功率相同的情况下可以获得较大的牵引力；汽

车在平直公路上，所受阻力较小，可以使用高转速

比的挡位获得较大的速度。

4．注意额定功率与实际功率、瞬时功率与平均功率的

区别。

一、功率

1．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值。

2．定义式：P＝。

3．单位：国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。

1 W＝1 J/s,1 kW＝10 W。

4．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。

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额定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。

二、

功率与速度

1．功率与速度的关系式

3WtP＝Fv(F与v方向相同)。

2．推导

→P＝Fv

功的计算式：W＝Fl位移：l＝vt功率定义式：P＝Wt

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成反比，要增大牵引力，就要减小速度。

考点一

定义式P＝

Wt计算式P＝Fv

适用于F与v同向的情况

若v表示物体在时间t内的平均速度，适用条件

适用于任何情况下功率的计算

应用

求某个过程中的平均功率。当时间t→0时，可由定义式求瞬时功率

则功率P表示力F在时间t内的平均功率；若v表示物体在某一时刻的瞬时速度，则功率P表示力F在该时刻的瞬时功率

公式理解

功率可以用P＝来表示，但功率并不由W、t决定

WtP一定时，F与v成反比；v一定时，F与P成正比；F一定时，v与P成正比

考点二：两种启动方式的过程分析

以恒定功率启动

以恒定牵引力启动

Pt图和vt图

OA段

过程分析

Pv↑⇒F＝vF－F阻a＝不变⇒F不变P＝Fv↑直到F－F阻m↓⇒a＝↓

mP额＝Fv1

匀加速直线运动，维持时间t0＝

运动性质

加速度减小的加速直线运动

v1aAB段

过程分析

运动性质

PF＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝

vm以vm做匀速直线运动

P额F－F阻v↑⇒F＝↓⇒a＝↓

vm加速度减小的加速运动

BC段

P额F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝，以vm做匀速vm直线运动

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

PPFf，故vm＝＝。

FFf(2)匀加速启动持续时间的求法，牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝时间t＝P额，ma＋Ffvm′。

aPvF－Ff。

m(3)瞬时加速度的求法，据F＝求出牵引力，则加速度a＝(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。力F的大小与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则(

)

5F0t0A．3t0时刻的瞬时功率为

2m15F0t0B．3t0时刻的瞬时功率为

2m23F0t0C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为

4m25F0t0D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为

6m22F02F0t0[解析] 0～2t0时间内，物体的加速度a1＝，2t0时刻的速度v1＝a1·2t0＝，位mm2F0t03F05F0t0移x1＝，2t0～3t0时间内，加速度a2＝，3t0时刻的速度v2＝v1＋a2t0＝，2t0～2mmm7F0t015F0t03t0时间内的位移x2＝；所以3t0时刻的瞬时功率P＝3F0v2＝，B对，A错；3t02mm22WF0x1＋3F0x225F02t0内的平均功率P＝＝＝，D对，C错。

t3t06m[答案] BD 课后练习：

1．一辆汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，汽车的发动机始终以额定功率输出。关于牵引力和汽车速度，下列说法中正确的是(

) A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大

B．汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大

C．汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大

D．当牵引力等于零时，速度达到最大值

解析：选C 汽车的发动机输出功率恒定，即P一定，则由公式P＝Fv可得出v增大，

此时F减小，但由于合外力方向与汽车运动方向一致，因此汽车速度仍在增大；当汽车受到的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大值，而后做匀速直线运动。故C正确。

2．质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽4车的瞬时加速度的大小为(

) A.vP2P3PB.C.

mvmvmv4P D.

mvPv4P解析：选C 在匀速运动时，f＝F＝，当速度为时，F1＝，

v4v4PP－F1－fvv3P由F1－f＝ma得a＝＝＝，故C正确。

mmmv3．(多选)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组(

)

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2 C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2 解析：选BD 启动时，乘客的加速度向前，车厢对人的作用力方向向前，与车运动的方向相同，选项A错误。以后面的车厢为研究对象，F56＝3ma，F67＝2ma，则5、6节与6、7节车厢间的作用力之比为3∶2，选项B正确。根据v＝2ax，车厢停下来滑行的距离x与速度的二次方成正比，选项C错误。若改为4节动车，则功率变为原来2倍，由P＝Fv知，最大速度变为原来2倍，选项D正确。

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