2. 功率ppt配用优秀获奖教案

学案2

功率

W[目标定位] 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝进行有关的计算.2.理解额定功率和t实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.能根据导出式P＝Fv，进行分析、计算，会分析简单的机车启动问题中，牵引力与速度的关系.

一、功率的含义

[问题设计] 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：

起重机编号

A B C 被吊物体重量

2.0×103 N

4.0×103 N

1.6×103 N

匀速上升速度

4 m/s

3 m/s

2 m/s

上升的高度

16 m

12 m

20 m

所用时间

4 s 4 s 10 s 做功

(1)三台起重机哪台做功最多？

(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？

[要点提炼]

1.功率

(1)定义：力对物体所做的

与做功所用

的比值. W(2)公式：P＝. t(3)意义：功率是表示物体做功

的物理量. (4)普适性：此公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算. 2.额定功率和实际功率

(1)额定功率是指动力机械长时间正常工作允许的

输出功率，是动力机械重要的性能指标.动力机械的额定功率通常都在铭牌上标明.机械工作时必须受额定功率的限制. (2)实际功率是机械工作时

的功率，也就是发动机产生的牵引力所做功的功率，实际功率可以小于、等于额定功率，但不能大于额定功率，否则会损坏机械. 二、功率、力和速度之间的关系

[问题设计]

一个物体在恒力F的作用下，在t时间内发生的位移为x，已知力F的方向和位移x的方向相同，求：

(1)在t时间内力F所做的功；

(2)在t时间内力F的功率；

(3)若在力F作用下物体做匀速运动，其速度大小为v，求力F的功率.

[要点提炼]

1.功率与速度的关系：P＝

(当F与v有夹角α时，P＝

. 2.三个量的制约关系：(1)P一定时，F与v成

，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力.(2)v一定时，F与P成

，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力.(3)F一定时，P与v成

，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大. 3.平均功率和瞬时功率

W(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：P＝和

P＝Fv. t(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：P＝

，其中v为瞬时速度，当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α. 三、机车的两种启动方式

1.机车以恒定功率启动的运动过程分析

所以机车达到最大速度时a＝0，F＝f，P＝Fvm＝fvm，这一启动过程P的v－t图像如图所示，其中vm＝. f2.机车以恒定加速度启动的运动过程分析

PP所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，F＝f＋ma，P＝Fv0，v0＝<＝vm，此后f＋maf做变加速运动，速度由v0继续增大到vm，加速度逐渐减小到零，最后仍P有vm＝，然后再做匀速运动.这一运动过程的v－t图像如图所示. f说明

(1)以恒定加速度启动时，匀加速结束时速度并未达到最大速度vm. P(2)两种启动方式最终最大速度的计算式均为vm＝. f

一、对功率的理解

例1

关于功率以下说法中正确的是(

) WA.据P＝可知，机器做功越多，其功率就越大

tB.据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比

WC.据P＝可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功t的功率

D.根据P＝Fv可知，发动机功率一定时，在一定阶段内，交通工具的牵引力与运动速度成反比

二、功率的计算

例2

质量m＝3 kg的物体，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3 s，求：

(1)力F在t＝3 s内对物体所做功的平均功率；

(2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率.

例3

如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑(假设斜面

足够长)，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：

(1)前2 s内重力做的功；

(2)前2 s内重力的平均功率；

(3)2 s末重力的瞬时功率.

三、机车启动问题

例4

在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：

(1)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，汽车的功率如何变化？这一过程能维持多长时间？

(2)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？

(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小.

功率与速度公式：P＝Fv功率平均功率和瞬时功率

机车的启动问题以恒定功率启动

以恒定加速度启动W定义式：P＝t

1.(对功率的理解)(多选)关于功率，下列说法中正确的是(

) A.功率大说明物体做功多

B.功率小说明物体做功慢

C.单位时间内做功越多，其功率越大

D.由P＝Fv可知，机车运动速度越大，功率一定越大

2.(功率的计算)质量为2 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地.取g＝10 m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是(

) A.下落过程中重力的平均功率是400 W B.下落过程中重力的平均功率是100 W C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W 3.(机车启动问题)一辆重5 t的汽车，发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开始以加速度a＝1 m/s2做匀加速直线运动，汽车受的阻力为车重的0.06倍.(g取10 m/s2)求：

(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间；

(2)汽车开始运动后，5 s末和15 s末的瞬时功率.