高中物理 第7章 第3節(jié) 功率課件1 新人教版必修2.ppt

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,3 功率,人們在生產、生活和工作中使用了大量的機械來做功，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、拖拉機耕地比牛耕地要快得多； 3、挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多； 4、從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多； 5、……,功是能量轉化的量度 人們關注做功的多少的同時還關注著做功的快慢。,在三種方式，把1t的貨物從地面運到三樓， 方式一：建筑工地上分別采用以下搬運工分批搬運，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：用一臺起重機提升，需時間30 s,上述三種情況，把貨物由地面運到三樓時，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？,不同的機器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學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“速度”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“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 速度是位移的變化率 加速度是速度的變化率 功率應該叫做功的變化率,一、 功 率,,(1)功率是表示物體做功快慢的物理量。,(2) 公式：,比值法定義,（3）功率也是標量,（4）功率的單位,瓦特（W）,1W=1J/s,【討論交流1】長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢?為什么?,短跑運動員在100米賽跑中，時間不過是十幾秒，此時運動員的輸出功率是正常時的數(shù)十倍，已經超負荷了，運動在5000米的長跑運動中，運動員不可能長時間超負荷運動。人做功過快，會引起受傷、生病等，同樣電動機、內燃機超負荷工作會造成發(fā)動機熄火或燒毀.所以電動機、內燃機等動力機械都有額定功率，這是正常情況下可以長時間工作的功率。,二、額定功率和實際功率,1.額定功率：是指機器正常工作時的最大輸出功率，也就是機器銘牌上的標稱值． 2.實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率． 3.機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率．,觀 看 圖 片,一些常見機械做功功率 （1）汽車發(fā)動機5×104 W～15×104 W （2）摩托車約2×103 W （3）人心臟跳動的功率1.5W左右,在日常生活中，我們經常說某臺機器的功率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。 例如： 1.汽車的功率就是汽車牽引力的功率 2.起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力 的功率,【討論交流2】將一個質量為M的小鋼球由靜止釋放，下落t時間內的下落高度為h，試求小球下落的功率？,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，因此有平均功率與瞬時功率之分（各種機器實際輸出的功率隨時間也是變化的），,如果我們要表示瞬時功率與功、時間的關系，功率的表達式又應該怎樣寫呢？,三、功率P與力F、速度v的關系 1. 功率與力、速度的關系推導,,【創(chuàng)設問題情境】某物體沿位移的方向受恒力F，在t時間內發(fā)生的位移為l，試求此時間F的功率為多少？,【討論交流3】,2.推導公式：P=Fv,v為平均速度時，功率就是平均功率， v為瞬時速度時，功率就是瞬時功率。,注意P=Fv 力F與速度v的方向在同一條直線上，如果F與v的方向不在一條直線上又該怎樣處理？,【變式與拓展】某物體受恒力F，在t時間內發(fā)生一段位移為L，F(xiàn)與位移L的方向夾角為α，試求此時間F的功率為多少？,,P=Fvcosα （α為力F與速度v方向間的夾角）,2.推導公式：,【實例分析】汽車在平直公路行駛時，若前方遇到了一段較陡的上坡路段，汽車司機要做好什么調整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？,師生共同分析：,（1）根據(jù)P=Fv知，在速度不變時，牽引力F與功率P成正比，汽車加大油門，增加發(fā)動機的輸出功率,獲得較大的牽引力，但是這樣有可能超過了機車的額定功率而過熱損壞。,(2） 根據(jù)P=Fv知，在功率一定時，牽引力F與速度V成正反比，遇上坡路段時當司機將發(fā)動機的速度檔位調低后，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。,教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學生進一步討論:,①貨車和小轎車的比較,②一部汽車載重和空車時在公路上以額定功率行駛的比較,然而，在發(fā)動機功率一定時，通過減小速度提高牽引力或通過減小牽引力來提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牽引力，必須提高發(fā)動機的額定功率，這就是高速火車、汽車和大型艦船需要大型發(fā)動機的原因。,【鞏固訓練】,［例1］質量m=3 kg的物體，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運動，運動，時間t=3 s，求： （1）力F在t=3 s內對物體所做的功。 （2）力F在t=3 s內對物體所做功的平均功率。 （3）在3 s末力F對物體做功的瞬時功率。,［例2］汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，g取10ｍ/s2，問： ①汽車保持額定功率從靜止起動后能達到的最大速度是多少? ②若汽車保持0.5ｍ/s2的加速度做勻加速運動，這一過程能維持多長時間?,