2018-2019学年高中物理 第四章 机械能和能源 第七节 功率课件 粤教版必修2.ppt

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第七节 功率,第四章 机械能和能源,内容索引,,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.功率：功W与完成这些功所用 的比值. 公式：P＝ .单位： ，简称 ，符号是 . 2.意义：功率是表示物体 的物理量. 3.功率是 (填“标”或“矢”)量.,一、如何描述做功的快慢——功率,时间t,瓦特,瓦,W,做功快慢,标,二、功率的计算,1.功率与速度的关系：P＝ . 2.平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式： ＝ 和 ＝ . (2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，计算公式：P＝ ，其中v为瞬时速度.,Fv,Fv,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)由公式P＝ 知，做功越多，功率越大.( ) (2)力对物体做功越快，力的功率一定越大.( ) (3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作.( ) (4)汽车爬坡时常常需要换高速挡.( ),,√,,,答案,2.用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动.已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则水平力对物体做功的功率是_____.,μGv,重点探究,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：,,一、描述物体做功的快慢——功率,导学探究,(1)三台起重机哪台做功最多？,答案 三台起重机分别做功3.2104 J、2.4104 J、3.2104 J，所以A、C做功最多.,答案,(2)哪台做功最快？怎样比较它们做功的快慢呢？,答案 B做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢.,1.功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然. 2.求解功率时，首先要明确求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，其次还要注意求哪段时间(或哪个过程)的功率.,知识深化,例1 某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离.若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则 A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1＞P2 C.W1＞W2，P1＞P2 D.W1＞W2，P1＝P2,答案,解析,√,解析 两次拉物体用的力都是F，物体的位移都是l.由W＝Fl可知W1＝W2.物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由l＝ at2可知用时较长，再由P＝ 可知P1P2，选项B正确.,在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始加速运动，经过一段时间t末速度为v.求： (1)在t时间内力F对物体所做的功；,答案,,二、功率的计算,导学探究,解析,(2)在t时间内力F的功率；,答案,(3)在t时刻力F的功率.,答案 Fv,解析 t时刻的功率P＝Fv.,解析,1.功率与速度的关系 (1)当F与v方向相同时，P＝Fv； (2)当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α. 2.平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：,知识深化,(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： ①当F与v方向相同时，P＝Fv，其中v为瞬时速度； ②当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α.,例2 一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不计额外功)求： (1)起重机在这2 s内的平均功率；,答案,解析,答案 2.4104 W,解析 设货物所受的拉力为F，加速度为a，,由牛顿第二定律知，F－mg＝ma 则F＝mg＋ma＝1.010310 N＋1.01032 N＝1.2104 N,起重机在这2 s内对货物所做的功W＝Fh＝1.21044 J＝4.8104 J,(2)起重机在2 s末的瞬时功率.,答案,解析,答案 4.8104 W,解析 起重机在2 s末的瞬时功率P＝Fv＝1.21044 W＝4.8104 W.,求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念.读题时一定注意一些关键词：“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率，只能用P＝Fv求解；“某段时间内”或“某个过程中”等词语，则是求平均功率，此时可用 求解，也可以用 求解.,例3 如图1所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37的足够长的斜面上由静止开始下滑，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；,答案,解析,答案 48 J,图1,解析 木块所受的合外力F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝mg(sin θ－μcos θ)＝210(0.6－0.50.8) N＝4 N,所以，重力在前2 s内做的功为W＝mgsin θs＝2100.64 J＝48 J.,(2)前2 s内重力的平均功率；,答案,解析,答案 24 W,(3)2 s末重力的瞬时功率.,答案 48 W,解析 木块在2 s末的速度v＝at＝22 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬时功率 P＝mgsin θv＝2100.64 W＝48 W.,针对训练 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图2甲、乙所示.下列说法正确的是 A.0～6 s内物体的位移大小为20 m B.0～6 s内拉力做功为100 J C.滑动摩擦力的大小为5 N D.0～6 s内滑动摩擦力做功为－50 J,图2,答案,解析,√,达标检测,1,2,3,1.(对功率的理解)关于功率，下列说法正确的是 A.由P＝ 可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B.由P＝Fv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比 C.由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比 D.当汽车的功率一定时，牵引力一定与速度成反比,答案,解析,√,4,5,解析 公式P＝ 求的是这段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，故A错误； 根据P＝Fv可知，当汽车牵引力一定时，汽车的功率与速度成正比，故B错误； 由P＝Fv可知，当汽车功率一定时，牵引力与速度成反比，故C错误，D正确.,1,2,3,4,5,2.(平均功率和瞬时功率)一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t时间内重力对它做功的平均功率 及在t时刻重力做功的瞬时功率分别为,答案,解析,1,2,3,4,√,5,1,2,3,4,5,t时刻重力做功的瞬时功率P＝Fv＝mggt＝mg2t 故C正确.,3.(瞬时功率的计算)如图3所示，在光滑的水平面上放着一个质量为10 kg的木箱，拉力F与水平方向成60角，F＝2 N.木箱从静止开始运动，4 s末拉力的瞬时功率为 A.0.2 W B.0.4 W C.0.8 W D.1.6 W,√,图3,答案,1,2,3,4,5,解析,4.(瞬时功率分析)飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程如图4所示，飞行员受重力的瞬时功率变化情况是 A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 由瞬时功率计算式P＝Fvcos α可知，初状态P1＝0，最低点P2＝0，中间状态P＞0.所以瞬时功率变化情况是先增大后减小，故C正确.,√,图4,5.(与功率有关的图象问题)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v－t图象如图5所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个,1,2,3,4,答案,5,解析,图5,√,解析 在0～t1时间内，重物匀加速上升，钢索拉力F1mg；在t1～t2时间内，重物匀速上升，钢索拉力F2＝mg；在t2～t3时间内，重物匀减速上升，钢索拉力F3F2v1；t1～t2时间内，功率保持不变，P＝F2v1，t2～t3时间内，功率均匀减小，且t2时刻F2v1F3v1，综上所述，只有B正确.,1,2,3,4,5,