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1、3 功率人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來做功，這與人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？請舉例說明。1、人上高樓（如8層樓）時，乘電梯比走路要快得多； 2、拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多； 3、挖土機(jī)與人，要完成相同的挖土任務(wù)，人花的時間要長得多；4、從水井里提水，使用抽水機(jī)比人工要快得多；5、 功是能量轉(zhuǎn)化的量度人們關(guān)注做功的多少的同時還關(guān)注著做功的快慢。在三種方式，把1t的貨物從地面運(yùn)到三樓，方式一：建筑工地上分別采用以下搬運(yùn)工分批搬運(yùn)，需時間3h方式二：工人利用動滑輪將重物提升，需時間3min 方式三：用一臺起重機(jī)提升，需時間30 s上述三種情況，把貨物由地面運(yùn)到三樓
2、時，請思考以下問題：1、用不同的方式，對貨物所做的功是否相同？2、所用時間不同，三種方式中做功的快慢是否相同？不同的機(jī)器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學(xué)們思考并提出解決方案。1.選擇相同時間，比較做功多少，做功多的，做功就快；2.選擇做相同的功，比較做功的時間長短，時間長的，做功就慢；3.如果做功的多少和所用的時間不同，用做功和完成這些功所用的時間的比值來比較，比值小做功慢，比值大做功快。 類比類比“速度速度”的定義方法，的定義方法，用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率功率”；某一個物理量與時間的比值叫做這個物理量的變化率速度
3、是位移的變化率加速度是速度的變化率功率應(yīng)該叫做功的變化率一、 功 率(1)(1)功率是表示物體做功快慢的物理量。功率是表示物體做功快慢的物理量。 (2)(2) 公式公式： WPt比值法定義比值法定義（3 3）功率也是標(biāo)量）功率也是標(biāo)量（4 4）功率的單位）功率的單位瓦特（瓦特（W W）1W=1J/s【討論交流【討論交流1 1】長跑運(yùn)動員能否用】長跑運(yùn)動員能否用100100米短跑的速度來米短跑的速度來完成完成50005000米的賽跑路程呢米的賽跑路程呢? ?為什么為什么? ?短跑運(yùn)動員在短跑運(yùn)動員在100100米賽跑中，時間不過是十幾秒，此米賽跑中，時間不過是十幾秒，此時運(yùn)動員的輸出功率是正常時
4、的數(shù)十倍，已經(jīng)超負(fù)荷時運(yùn)動員的輸出功率是正常時的數(shù)十倍，已經(jīng)超負(fù)荷了，運(yùn)動在了，運(yùn)動在50005000米的長跑運(yùn)動中，運(yùn)動員不可能長時米的長跑運(yùn)動中，運(yùn)動員不可能長時間超負(fù)荷運(yùn)動。人做功過快，會引起受傷、生病等，間超負(fù)荷運(yùn)動。人做功過快，會引起受傷、生病等，同樣電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)超負(fù)荷工作會造成發(fā)動機(jī)熄火或同樣電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)超負(fù)荷工作會造成發(fā)動機(jī)熄火或燒毀燒毀. .所以電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等動力機(jī)械都有額定功率所以電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等動力機(jī)械都有額定功率，這是正常情況下可以長時間工作的功率。，這是正常情況下可以長時間工作的功率。二、額定功率和實(shí)際功率二、額定功率和實(shí)際功率 1.1.額定功率：是指機(jī)器正常工作
5、時的最大輸出額定功率：是指機(jī)器正常工作時的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值2.2.實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率率3.3.機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器作時實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，只能在短暫時間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率但不允許長時間超過額定功率觀 看 圖 片一些常見機(jī)械做功功率一些常見機(jī)械做功功率（1 1）汽車發(fā)動機(jī)）汽車發(fā)動機(jī)5 510104 4
6、 W W151510104 4 W W （2 2）摩托車約）摩托車約2 210103 3 W W （3 3）人心臟跳動的功率）人心臟跳動的功率1.5W1.5W左右左右在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機(jī)器的功率，或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個力對或某物體做功的功率，實(shí)際上是指某個力對物體做功的功率。物體做功的功率。例如：例如：1.1.汽車的功率就是汽車牽引力的功率汽車的功率就是汽車牽引力的功率2.2.起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力 的功率的功率【討論交流【討論交流2 2】將一個質(zhì)量為】將一個質(zhì)量為M M的小鋼球由靜止釋放，
7、的小鋼球由靜止釋放，下落下落t t時間內(nèi)的下落高度為時間內(nèi)的下落高度為h h，試求小球下落的功率？，試求小球下落的功率？tMghtWp所求出的是小球在下落的過程中的平均功率，小球在下所求出的是小球在下落的過程中的平均功率，小球在下落的過程中隨時間的變化功率是不同的，因此有平均功落的過程中隨時間的變化功率是不同的，因此有平均功率與瞬時功率之分（各種機(jī)器實(shí)際輸出的功率隨時間也率與瞬時功率之分（各種機(jī)器實(shí)際輸出的功率隨時間也是變化的），是變化的）， 如果我們要表示瞬時功率與功、時間的關(guān)系，功率如果我們要表示瞬時功率與功、時間的關(guān)系，功率的表達(dá)式又應(yīng)該怎樣寫呢？的表達(dá)式又應(yīng)該怎樣寫呢？ 三、功率P與力
8、F、速度v的關(guān)系 1. 1. 功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo)功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo) 【創(chuàng)設(shè)問題情境】某物體沿位移的方向受恒力【創(chuàng)設(shè)問題情境】某物體沿位移的方向受恒力F，在，在t時間內(nèi)發(fā)生的位移為時間內(nèi)發(fā)生的位移為l，試求此時間，試求此時間F的功率的功率為多少？為多少？【討論交流【討論交流3 3】tFltWP=2.2.推導(dǎo)公式：推導(dǎo)公式：P=FvP=Fvv v為平均速度時，功率就是平均功率，為平均速度時，功率就是平均功率，v v為瞬時速度時，功率就是瞬時功率為瞬時速度時，功率就是瞬時功率。FvP =注意注意P=Fv P=Fv 力力F F與速度與速度v v的方向在同一條直線上，如果的方向在同一條直線上
9、，如果F F與與v v的方向不在一條直線上又該怎樣處理？的方向不在一條直線上又該怎樣處理？tFltWP= 【變式與拓展】某物體受恒力【變式與拓展】某物體受恒力F F，在，在t t時間內(nèi)發(fā)時間內(nèi)發(fā)生一段位移為生一段位移為L L，F(xiàn) F與位移與位移L L的方向夾角為的方向夾角為，試，試求此時間求此時間F F的功率為多少？的功率為多少？cos=cos=FvtFltWPP=FvP=Fvcos cos （為力為力F F與速度與速度v v方向間的夾角）方向間的夾角） 2.2.推導(dǎo)公式：推導(dǎo)公式：cos= FvP【實(shí)例分析】汽車在平直公路行駛時，若前方遇到了一【實(shí)例分析】汽車在平直公路行駛時，若前方遇到了一
10、段較陡的上坡路段，汽車司機(jī)要做好什么調(diào)整，才能確段較陡的上坡路段，汽車司機(jī)要做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？保汽車駛到坡頂？為什么？師生共同分析師生共同分析：（1 1）根據(jù)）根據(jù)P=FvP=Fv知，在速度不變時，牽引力知，在速度不變時，牽引力F F與功率與功率P P成正比，成正比，汽車加大油門，增加發(fā)動機(jī)的輸出功率汽車加大油門，增加發(fā)動機(jī)的輸出功率, ,獲得較大的牽引力，獲得較大的牽引力，但是這樣有可能超過了機(jī)車的額定功率而過熱損壞但是這樣有可能超過了機(jī)車的額定功率而過熱損壞。(2(2） 根據(jù)根據(jù)P=FvP=Fv知，在功率一定時，牽引力知，在功率一定時，牽引力F F與速度與速度V
11、V成正反比，遇成正反比，遇上坡路段時當(dāng)司機(jī)將發(fā)動機(jī)的速度檔位調(diào)低后，速度減小了，牽引上坡路段時當(dāng)司機(jī)將發(fā)動機(jī)的速度檔位調(diào)低后，速度減小了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。 教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學(xué)生進(jìn)一教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學(xué)生進(jìn)一步討論步討論: :貨車和小轎車的比較貨車和小轎車的比較一部汽車載重和空車時在公路上以額定功率行一部汽車載重和空車時在公路上以額定功率行駛的比較駛的比較 然而，在發(fā)動機(jī)功率一定時，通過減小速度提高牽然而，在發(fā)動機(jī)功率一定時，通過減小速度提高牽引力或通過減小牽引力來提高速度，效果都是
12、有限的。引力或通過減小牽引力來提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動機(jī)的額所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動機(jī)的額定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大型發(fā)定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大型發(fā)動機(jī)的原因。動機(jī)的原因。【鞏固訓(xùn)練】【鞏固訓(xùn)練】例例1 1質(zhì)量質(zhì)量m=3 kgm=3 kg的物體，在水平力的物體，在水平力F=6F=6的作用下，的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動，時間在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動，時間t=3 st=3 s，求：，求：（1 1）力）力F F在在t=3 st=3 s內(nèi)對物體所做的功。內(nèi)對物體所做的功。 （
13、2 2）力）力F F在在t=3 st=3 s內(nèi)對物體所做功的平均功率。內(nèi)對物體所做功的平均功率。（3 3）在）在3 s3 s末力末力F F對物體做功的瞬時功率。對物體做功的瞬時功率。 例例2 2汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW60kW，汽車質(zhì)量為，汽車質(zhì)量為5t5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.10.1倍，倍，g g取取1010/s2/s2，問：，問： 汽車保持額定功率從靜止起動后能達(dá)到的最大速度汽車保持額定功率從靜止起動后能達(dá)到的最大速度是多少是多少? ? 若汽車保持若汽車保持0.50.5/s2/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，這一的加速度做勻加速運(yùn)動，這一過程能維持多長時間過程能維持多長時間? ? 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：t
高中物理 第7章 第3節(jié) 功率課件1 新人教版必修2
