高中物理 7_3 功率課件2 新人教版必修21

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1、3 功 率 1.理 解 功 率 的 概 念 ， 能 利 用 功 率 的 定 義 式 進(jìn) 行 有 關(guān) 計(jì) 算 。2.理 解 額 定 功 率 和 實(shí) 際 功 率 的 概 念 。3.了 解 平 均 功 率 和 瞬 時(shí) 功 率 的 含 義 。4.根 據(jù) 功 率 的 定 義 式 推 導(dǎo) P=Fv， 并 能 用 于 分 析 、 計(jì) 算 和 解 釋 相關(guān) 現(xiàn) 象 。5.能 分 析 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 功 率 一 定 時(shí) ， 牽 引 力 和 速 度 的 關(guān) 系 。 WP t 重 點(diǎn) ： 1.理 解 功 率 的 概 念 。2.理 解 功 率 的 種 類 和 其 物 理 意 義 并 能 用 公 式 進(jìn) 行 有 關(guān)

2、 功率 問 題 的 分 析 計(jì) 算 。3.汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 、 牽 引 力 與 速 度 之 間 關(guān) 系 的 動(dòng)態(tài) 分 析 。難 點(diǎn) ： 1.瞬 時(shí) 功 率 和 平 均 功 率 的 計(jì) 算 。2.汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 、 牽 引 力 與 速 度 之 間 關(guān) 系 的 動(dòng)態(tài) 分 析 。 一 、 功 率1.物 理 意 義 ： 表 示 物 體 _的 物 理 量 。2.定 義 ： _與 完 成 這 些 功 所 用 _的 比 值 。3.定 義 式 ： 。4.單 位 ： 在 國 際 單 位 制 中 ， 功 率 的 單 位 是 _， 簡 稱 _， 符號(hào) 是 _。 做 功

3、快 慢功 W 時(shí) 間 tWP t 瓦 特 瓦W 二 、 額 定 功 率 與 實(shí) 際 功 率 比 較 項(xiàng) 目概 念 定 義 特 點(diǎn) 聯(lián) 系額 定 功 率 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 正 常 條 件下 長 時(shí) 間 工 作 時(shí)的 _ 不 同 機(jī) 械 額 定功 率 可 能 不 同 ，但 同 一 機(jī) 械 額定 功 率 _ 為 了 機(jī) 械的 安 全 P額_P 實(shí)實(shí) 際 功 率 發(fā) 動(dòng) 機(jī) _時(shí) 的 功 率 同 一 機(jī) 械 實(shí) 際功 率 隨 工 作 情況 而 變 化最 大 功 率 不 變實(shí) 際 工作 三 、 平 均 功 率 與 瞬 時(shí) 功 率 比 較 項(xiàng) 目概 念 定 義 公 式 類 比 物 理 量平 均 功 率 在 一

4、段 時(shí) 間 內(nèi) 或某 一 過 程 中 做 功的 _ P= 或 P= 平 均 速 度 、 平均 加 速 度瞬 時(shí) 功 率 物 體 在 某 一 _或 某 一 _時(shí) 做 功 的 快 慢 P=Fv,v為 某 _的 瞬 時(shí) 速 度 瞬 時(shí) 速 度 、_快 慢 Wt Fv時(shí)刻 位 置 時(shí)刻 瞬 時(shí) 加 速 度 【 判 一 判 】(1)功 率 是 標(biāo) 量 。 ( )(2)功 率 越 大 說 明 力 做 的 功 越 多 。 ( )(3)根 據(jù) P=Fv可 知 ， 汽 車 牽 引 力 一 定 與 速 度 成 反 比 。 ( )(4)機(jī) 械 的 實(shí) 際 功 率 有 時(shí) 可 以 大 于 額 定 功 率 。 ( )

5、提 示 ： (1)功 率 只 有 大 小 ， 沒 有 方 向 ， 是 標(biāo) 量 ， (1)對(duì) ；(2)功 率 越 大 說 明 力 做 功 越 快 ， 由 于 時(shí) 間 不 明 確 ， 故 不 能 說 明 力做 的 功 越 多 ， (2)錯(cuò) ；(3)只 有 當(dāng) 功 率 恒 定 時(shí) ， 汽 車 牽 引 力 才 與 速 度 成 反 比 ， 故 (3)錯(cuò) ；(4)為 了 安 全 ， 機(jī) 械 的 實(shí) 際 功 率 應(yīng) 等 于 或 小 于 額 定 功 率 ， 但 在 短時(shí) 間 內(nèi) 可 以 大 于 額 定 功 率 ， (4)對(duì) 。 功 率1.在 建 筑 工 地 上 分 別 采 用 以 下 三 種 方 式 ， 把

6、1 t貨 物 從 地 面 運(yùn) 到三 樓 ：方 式 一 ： 搬 運(yùn) 工 分 批 搬 運(yùn) ， 需 要 時(shí) 間 3 h；方 式 二 ： 用 一 臺(tái) 起 重 機(jī) 提 升 ， 需 要 時(shí) 間 1 min；方 式 三 ： 用 另 一 臺(tái) 起 重 機(jī) 提 升 ， 需 要 時(shí) 間 30 s。上 述 三 種 情 況 下 ， 把 貨 物 由 地 面 運(yùn) 到 三 樓 時(shí) ， 試 分 析 以 下 問 題 ：(1)用 不 同 的 方 式 ， 對(duì) 貨 物 所 做 的 功 是 否 相 同 ？(2)三 種 方 式 中 做 功 的 快 慢 是 否 相 同 ？ 提 示 ： (1)對(duì) 貨 物 所 做 的 功 相 同 。(2)因 為

7、 所 用 時(shí) 間 不 同 ， 說 明 做 功 的 快 慢 不 同 。 方 式 一 最 慢 ， 方式 三 最 快 。 2.你 能 否 定 義 一 個(gè) 物 理 量 來 體 現(xiàn) 做 功 的 快 慢 ？ 還 記 得 速 度 是 如何 定 義 的 嗎 ？ 是 否 可 以 用 同 樣 的 方 法 處 理 做 功 快 慢 的 問 題 呢 ？【 思 路 分 析 】 探 究 某 物 理 量 隨 時(shí) 間 變 化 的 快 慢 ， 一 般 可 以 用 該物 理 量 的 變 化 值 與 所 經(jīng) 歷 時(shí) 間 的 比 值 來 表 示 。 使 用 該 方 法 能 進(jìn)一 步 揭 示 某 些 物 理 量 的 性 質(zhì) 及 變 化

8、規(guī) 律 。提 示 ： 我 們 用 位 移 和 時(shí) 間 的 比 值 定 義 了 速 度 ， 用 的 是 比 值 定 義法 。 我 們 也 可 以 用 物 體 所 做 的 功 與 所 用 時(shí) 間 的 比 值 定 義 一 個(gè) 物理 量 功 率 ， 來 描 述 做 功 的 快 慢 。 【 知 識(shí) 點(diǎn) 撥 】 對(duì) 功 率 的 進(jìn) 一 步 理 解(1)功 率 的 公 式 適 用 于 任 何 情 況 下 功 率 的 計(jì) 算 ， 如 果 在 時(shí)間 t內(nèi) 功 的 大 小 是 變 化 的 ， 則 利 用 上 式 計(jì) 算 的 結(jié) 果 往 往 表 示 該 段時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均 功 率 。(2)功 率 反 映 了

9、力 對(duì) 物 體 做 功 的 快 慢 ， 而 不 是 做 功 的 多 少 。 也 就是 說 功 率 不 但 與 做 功 的 多 少 有 關(guān) ， 還 與 做 功 的 時(shí) 間 有 關(guān) ， 做 功多 ， 功 率 不 一 定 大 ； 做 功 少 ， 功 率 不 一 定 小 。(3)做 功 是 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 量 度 ， 功 率 就 表 示 做 功 過 程 中 能 量 轉(zhuǎn) 化 的快 慢 。 WP t ， 【 探 究 歸 納 】 功 率1.功 率 表 示 物 體 做 功 的 快 慢 。2.功 率 是 標(biāo) 量 ， 有 大 小 ， 無 方 向 。 【 典 例 1】 關(guān) 于 功 率 ， 下 列 說 法 中 正

10、 確 的 是 ( )A 功 率 大 說 明 物 體 做 的 功 多B 功 率 小 說 明 物 體 做 功 慢C 由 可 知 ， 機(jī) 械 做 功 越 多 ， 其 功 率 越 大D 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 機(jī) 械 做 功 越 多 ， 其 功 率 越 大WP t 【 思 路 點(diǎn) 撥 】分 析 本 題 要 把 握 以 下 兩 點(diǎn) ：(1)要 明 確 功 率 的 物 理 意 義 。(2)能 掌 握 功 率 的 公 式 并 會(huì) 將 其 展 開 討 論 。WP t ， 【 解 析 】 選 B、 D。 功 W=Pt， 做 功 的 多 少 由 功 率 和 時(shí) 間 共 同 決 定 ，A項(xiàng) 錯(cuò) 誤 。 根 據(jù) 功 率

11、的 物 理 意 義 ， B項(xiàng) 正 確 。 功 率 由 W與 t的 比 值決 定 ， C項(xiàng) 錯(cuò) 誤 ， D項(xiàng) 正 確 。 【 變 式 訓(xùn) 練 】 力 F1對(duì) 甲 物 體 做 功 為 W1， 所 用 時(shí) 間 為 t1； 力 F2對(duì)乙 物 體 做 功 為 W2， 所 用 時(shí) 間 為 t2， 在 下 列 條 件 下 ， 力 F1做 功 快的 是 ( )A W1=W2， t1 t2 B W1=W2， t1 t2C W1 W2， t1=t2 D W1 W2， t1=t2【 解 析 】 選 B、 C。 由 功 率 公 式 可 知 ， 當(dāng) 做 功 相 同 時(shí) ， 所用 時(shí) 間 越 少 ， 力 做 功 越 快

12、； 當(dāng) 時(shí) 間 相 同 時(shí) ， 力 做 功 越 多 ， 做 功越 快 ， 故 選 B、 C。 WP t 功 率 與 速 度根 據(jù) 公 式 P=Fv結(jié) 合 下 表 分 析 P、 F、 v三 個(gè) 物 理 量 之 間 的 制 約 關(guān) 系 。提 示 ：定 值 各 量 間 的 關(guān) 系 應(yīng) 用P一 定 F與 v成 _ 汽 車 上 坡 時(shí) ， 要 增 大 牽 引 力 ， 應(yīng) 換_速 擋 減 小 速 度 。 (選 填 “ 高 ” 或“ 低 ” )v一 定 F與 P成 _ 汽 車 上 坡 時(shí) ， 要 使 速 度 不 變 ， 應(yīng) 加大 油 門 ， 增 大 輸 出 功 率 ， 獲 得 較 大_。反 比 低正 比 牽

13、 引 力 定 值 各 量 間 的 關(guān) 系 應(yīng) 用F一 定 P與 v成 _ 汽 車 在 高 速 公 路 上 ， 加 大 油 門 增 大輸 出 功 率 ， 可 以 提 高 _。正 比 速 度 【 知 識(shí) 點(diǎn) 撥 】 對(duì) 公 式 P=Fv的 進(jìn) 一 步 理 解(1)公 式 中 的 v可 以 是 平 均 速 度 ， 也 可 以 是 瞬 時(shí) 速 度 ， 因 此 由P=Fv可 以 計(jì) 算 平 均 功 率 ， 也 可 以 計(jì) 算 瞬 時(shí) 功 率 。(2)公 式 P=Fv中 P、 F、 v的 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 同 時(shí) 性 ： 應(yīng) 用 公 式 P=Fv時(shí) ， 三 者 一 定 對(duì) 應(yīng) 于 同 一 時(shí) 刻 。 同 體

14、 性 ： 三 者 對(duì) 應(yīng) 于 同 一 物 體 ， 否 則 毫 無 意 義 。 同 向 性 ： P=Fv應(yīng) 用 時(shí) F與 v同 向 ， 若 F的 方 向 與 v的 方 向 成 角 ，則 P=Fvcos 。 【 探 究 歸 納 】 功 率 與 速 度1.功 率 的 另 一 種 表 達(dá) 式 ： P=Fv。(1)當(dāng) v表 示 瞬 時(shí) 速 度 時(shí) ， P表 示 瞬 時(shí) 功 率 。(2)當(dāng) v表 示 平 均 速 度 時(shí) ， P表 示 平 均 功 率 。2.只 有 公 式 P=Fv某 一 量 恒 定 時(shí) ， 才 能 確 定 另 外 兩 個(gè) 量 的 關(guān) 系 。 【 典 例 2】 (2012 德 州 高 一 檢

15、 測 )一 個(gè) 質(zhì) 量為 2 kg的 物 塊 ， 沿 傾 角 為 37 的 光 滑 斜 面由 靜 止 開 始 下 滑 ， g取 10 m/s2， 求 ：(1)物 塊 下 滑 4 s時(shí) 重 力 的 瞬 時(shí) 功 率 ； (2)在 這 4 s內(nèi) 重 力 的 平 均 功 率 。 【 思 路 點(diǎn) 撥 】解 答 本 題 可 按 以 下 思 路 分 析 求 解 ：(1)由 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 公 式 求 瞬 時(shí) 速 度 ， 再 求 瞬 時(shí) 功 率 。(2)計(jì) 算 對(duì) 應(yīng) 時(shí) 間 內(nèi) 力 做 的 功 ， 再 求 平 均 功 率 。 【 解 析 】 (1)物 塊 在 斜 面 上 勻 加 速 下 滑 ， 由 牛 頓 第

16、二 定 律 有mgsin37 =ma 物 塊 的 速 度 v=at 由 解 得 :a=6 m/s2,v=24 m/s當(dāng) t=4 s時(shí) ， 重 力 的 瞬 時(shí) 功 率 為 ： P=mgvsin37 =2 10 240.6 W=288 W (2)物 塊 在 4 s內(nèi) 的 位 移 為 :在 這 4 s內(nèi) 重 力 的 平 均 功 率 為 ：答 案 ： (1)288 W (2)144 W2 21 1x at 6 4 m 48 m2 2 W mgxsin37 2 10 48 0.6P W 144 Wt t 4 【 規(guī) 律 方 法 】求 解 功 率 時(shí) 的 兩 點(diǎn) 提 醒(1)求 解 瞬 時(shí) 功 率 時(shí) ，

17、 通 常 選 用 公 式 P=Fv； 求 解 平 均 功 率 時(shí) ， 公式 和 P=Fv均 可 ， 要 根 據(jù) 具 體 情 況 靈 活 選 取 。(2)求 平 均 功 率 時(shí) 必 須 說 明 是 哪 段 時(shí) 間 (或 哪 一 個(gè) 過 程 中 )的 平 均功 率 。 求 瞬 時(shí) 功 率 時(shí) ， 必 須 說 明 是 哪 個(gè) 力 在 哪 個(gè) 時(shí) 刻 (或 狀 態(tài) )的 功 率 。WP t 【 變 式 訓(xùn) 練 】 質(zhì) 量 為 0.5 kg的 物 體 從 高 處 自 由 下 落 ， 在 下 落 的前 2 s內(nèi) 重 力 對(duì) 物 體 做 的 功 是 多 少 ？ 這 2 s內(nèi) 重 力 對(duì) 物 體 做 功 的平

18、 均 功 率 是 多 少 ？ 2 s末 ， 重 力 對(duì) 物 體 做 功 的 瞬 時(shí) 功 率 是 多 少 ？(g取 10 m/s2) 【 解 析 】 前 2 s內(nèi) ， 物 體 下 落 的 高 度 為 :WG=mgh=0.5 10 20 J=100 J， 平 均 功 率2 s末 的 速 度 vt=gt=10 2 m/s 20 m/s， 2 s末 的 瞬 時(shí) 功 率P=mgvt=100 W。答 案 ： 100 J 50 W 100 W2 21 1h gt 10 2 m 20 m2 2 。 WP 50 Wt 。 機(jī) 車 的 兩 種 啟 動(dòng) 方 式1.探 究 機(jī) 車 以 恒 定 功 率 啟 動(dòng) 過 程(

19、1)機(jī) 車 以 恒 定 功 率 啟 動(dòng) 后 ， 隨 著 速 度 的 增 大 ， 機(jī) 車 牽 引 力 如 何變 化 ？ 機(jī) 車 的 加 速 度 如 何 變 化 ？ 當(dāng) 速 度 最 大 時(shí) 機(jī) 車 加 速 度 為 多少 ？ 此 時(shí) 牽 引 力 與 阻 力 大 小 關(guān) 系 如 何 ？ 此 后 機(jī) 車 將 做 什 么 運(yùn) 動(dòng) ？ 點(diǎn) 撥 ： 確 定 不 變 量 ， 分 析 變 量 的 變 化 ， 是 分 析 問 題 的 關(guān) 鍵 。 提 示 ： 由 功 率 恒 定 且 P=Fv得 ， 當(dāng) v增 大 時(shí) 牽 引 力 F減 小 。 由牛 頓 第 二 定 律 a= 可 得 ， F減 小 時(shí) 加 速 度 a減

20、小 。 當(dāng) 速 度最 大 時(shí) 加 速 度 為 零 ， 此 時(shí) 牽 引 力 與 阻 力 相 等 ， 此 后 機(jī) 車 將 做 勻速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 fF Fm 【 誤 區(qū) 警 示 】 有 同 學(xué) 在 提 高 機(jī) 車 速 度 和 增 大 牽 引 力 方 面 存 在 認(rèn) 識(shí)誤 區(qū) ， 誤 認(rèn) 為 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 功 率 一 定 時(shí) ， 通 過 減 小 速 度 可 以 增 大 牽 引力 或 通 過 減 小 牽 引 力 可 以 提 高 速 度 。 其 實(shí) 其 效 果 都 是 有 限 的 。 所以 ， 教 師 應(yīng) 講 清 要 提 高 速 度 和 增 大 牽 引 力 ， 必 須 提 高 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 額

21、定 功 率 ， 這 就 是 高 速 火 車 、 汽 車 和 大 型 艦 船 需 要 大 功 率 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的原 因 。 (2)試 根 據(jù) 以 上 分 析 ， 畫 出 機(jī) 車 運(yùn) 動(dòng) 的 v -t圖 象 ， 并 總 結(jié) 機(jī) 車 運(yùn)動(dòng) 情 況 。提 示 ： 圖 象 如 圖 所 示 。通 過 以 上 分 析 可 知 ： 機(jī) 車 先 做 加 速 度 減 小 的 加 速 運(yùn) 動(dòng) ， 后 做 勻 速直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 2.探 究 機(jī) 車 以 恒 定 加 速 度 啟 動(dòng) 過 程(1)加 速 度 不 變 ， 機(jī) 車 速 度 和 功 率 如 何 變 化 ？ 當(dāng) 機(jī) 車 功 率 剛 達(dá) 到額 定 功 率 時(shí) 牽

22、 引 力 和 阻 力 的 大 小 關(guān) 系 如 何 ？ 此 時(shí) 機(jī) 車 的 速 度 能達(dá) 到 最 大 值 嗎 ？ 此 后 要 想 增 大 速 度 則 牽 引 力 該 如 何 變 化 ？ 提 示 ： 機(jī) 車 開 始 做 勻 加 速 運(yùn) 動(dòng) ， 速 度 變 大 ， 由 P=Fv， v變 大 、F不 變 ， 得 P增 大 。 當(dāng) 機(jī) 車 剛 達(dá) 到 額 定 功 率 時(shí) ， 也 就 是 勻 加 速 過 程 的 最 后 時(shí) 刻 ，此 時(shí) 加 速 度 仍 為 a， 由 得 F大 于 Ff， 此 時(shí) 刻 的 速 度 只 是勻 加 速 過 程 的 最 大 速 度 ， 并 不 是 機(jī) 車 能 達(dá) 到 的 最 大

23、速 度 。 由 P=Fv且 FFf得 ， 保 證 額 定 功 率 不 變 ， 要 想 提 高 速 度 只 能 減小 牽 引 力 F， 機(jī) 車 加 速 度 會(huì) 變 小 ， 當(dāng) F=F f時(shí) ， 加 速 度 為零 ， 速 度 達(dá) 到 最 大 值 。 fF Fa m fF Fa m (2)試 根 據(jù) 以 上 分 析 ， 畫 出 機(jī) 車 運(yùn) 動(dòng) 的 v -t圖 象 ， 并 總 結(jié) 機(jī) 車 運(yùn)動(dòng) 情 況 。提 示 ： 圖 象 如 圖 所 示 。通 過 以 上 分 析 可 知 ： 機(jī) 車 先 做 勻 加 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 然 后 做 加 速 度 減小 的 加 速 運(yùn) 動(dòng) ， 最 后 做 勻 速 直

24、線 運(yùn) 動(dòng) 。 【 知 識(shí) 點(diǎn) 撥 】1.機(jī) 車 的 兩 種 啟 動(dòng) 方 式 的 分 析 思 路對(duì) 于 機(jī) 車 的 兩 種 啟 動(dòng) 方 式 的 理 解 ， 是 以 受 力 分 析 、 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 、運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 知 識(shí) 以 及 功 率 等 知 識(shí) 的 綜 合 應(yīng) 用 為 前 提 的 。(1)在 分 析 過 程 中 ， 首 先 應(yīng) 該 明 白 機(jī) 車 的 受 力 情 況 以 及 由 此 變 化引 起 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 的 改 變 ， 明 確 動(dòng) 態(tài) 過 程 a、 F、 P、 v四 個(gè) 物 理 量 間的 相 互 影 響 、 相 互 制 約 的 關(guān) 系 ， 從 根 本 上 掌 握 各 個(gè)

25、 物 理 量 間 的 邏輯 變 化 關(guān) 系 。(2)把 握 各 階 段 銜 接 時(shí) 的 臨 界 條 件 ， 充 分 理 解 機(jī) 車 在 不 同 階 段 的運(yùn) 動(dòng) 情 況 。 2.機(jī) 車 啟 動(dòng) 問 題 的 兩 點(diǎn) 注 意(1)公 式 P=Fv中 F為 機(jī) 車 的 牽 引 力 ， 而 不 是 合 外 力 。(2)以 恒 定 加 速 度 啟 動(dòng) 時(shí) ， 勻 加 速 運(yùn) 動(dòng) 結(jié) 束 時(shí) 的 速 度 不 是 整 個(gè) 過程 中 的 最 大 速 度 。 【 探 究 歸 納 】 機(jī) 車 的 兩 種 啟 動(dòng) 方 式1.以 恒 定 功 率 啟 動(dòng) ： 當(dāng) 牽 引 力 等 于 阻 力 時(shí) 機(jī) 車 速 度 達(dá) 到

26、最 大 。2.以 恒 定 加 速 度 啟 動(dòng) ： 勻 加 速 運(yùn) 動(dòng) 結(jié) 束 時(shí) 的 速 度 不 是 整 個(gè) 啟 動(dòng) 過程 的 最 大 速 度 。 【 典 例 3】 (2012 寧 波 高 一 檢 測 )汽 車 質(zhì) 量 為 2 103 kg， 汽 車 發(fā)動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 為 80 kW， 它 在 平 直 公 路 上 行 駛 的 最 大 速 度 可 達(dá)20 m/s， 讓 汽 車 在 公 路 上 由 靜 止 開 始 以 2 m/s2的 加 速 度 做 勻 加 速直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 若 汽 車 所 受 的 阻 力 恒 定 ， 求 ：(1)汽 車 所 受 的 阻 力 多 大 ？(2)這 個(gè)

27、勻 加 速 過 程 可 以 維 持 多 長 時(shí) 間 ？(3)開 始 運(yùn) 動(dòng) 后 3 s末 ， 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 瞬 時(shí) 功 率 為 多 大 ？ 【 解 析 】 (1)當(dāng) 汽 車 達(dá) 到 最 大 速 度 vmax時(shí) ， 汽 車 所 受 的 阻 力 與 牽 引力 相 等 ， 即 Ff=F,由 P=Fv得 阻 力 : (2)當(dāng) 汽 車 做 勻 加 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 輸 出 的 牽 引 力 恒 定 ， 由功 率 公 式 P=Fv可 得 ， 隨 著 速 度 v的 增 大 ， 功 率 P也 在 增 大 ， 直 到功 率 等 于 額 定 功 率 時(shí) 汽 車 完 成 全 部 勻 加

28、 速 運(yùn) 動(dòng) 的 過 程 。 在 這 一過 程 中 ， 由 牛 頓 第 二 定 律 可 得 F-Ff=ma，即 :F=ma+F f=2 103 2 N+4.0 103 N=8 103 N。 3 3f maxP 80 10F N 4.0 10 Nv 20 。 因 此 ， 此 過 程 中 汽 車 的 最 大 速 度 為 :由 v=at得(3)汽 車 在 3 s末 的 速 度 為 v =at =2 3 m/s=6 m/s。由 功 率 的 公 式 P=Fv得 汽 車 在 3 s末 的 功 率 為P =Fv =8 103 6 W=4.8 104 W。答 案 ： (1)4.0 10 3 N (2)5 s

29、(3)4.8 104 W33P 80 10v m /s 10 m /s,F 8 10 v 10t s 5 sa 2 。 【 規(guī) 律 方 法 】 功 率 的 理 解 口 訣做 功 快 慢 功 率 定 ，平 均 即 時(shí) 要 分 清 ，方 向 相 同 為 條 件 ，力 和 速 度 可 相 乘 。機(jī) 車 功 率 有 兩 種 ，輸 出 不 能 超 額 定 。額 定 啟 動(dòng) 變 加 速 ，加 速 度 減 速 度 增 ， 最 終 平 衡 勻 速 行 ， 最 大 速 度 阻 力 定 注 。 輪 船 車 床 起 重 機(jī) ， 以 上 規(guī) 律 也 適 用 。注 ： 當(dāng) 時(shí) ，0PF fv 阻 0m Pv v f 阻

30、 。 【 規(guī) 律 方 法 】 機(jī) 車 啟 動(dòng) 問 題 的 求 法(1)機(jī) 車 達(dá) 到 勻 速 前 進(jìn) 時(shí) 速 度 最 大 ， 此 時(shí) 牽 引 力 F等 于 阻 力 Ff，故(2)牽 引 力 F=ma+Ff， 勻 加 速 的 最 后 速 度時(shí) 間(3)根 據(jù) 求 出 牽 引 力 ， 則 加 速 度m fP Pv F F 。 m fPv ma F 額 ，mvt a 。 PF v fF Fa m 。 【 互 動(dòng) 探 究 】 (1)汽 車 速 度 為 8 m/s時(shí) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 功 率 多 大 ？(2)速 度 為 16 m/s時(shí) 汽 車 的 加 速 度 多 大 ？【 解 析 】 (1)8 m/s10

31、 m/s， 此 時(shí) 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 功 率 已 為 額 定 功 率 ，牽 引 力 所 以 汽 車 的 加 速 度答 案 ： (1)6.4 10 4 W (2)0.5 m/s24 3P 8 10F N 5 10 Nv 16 額 。3 3 2 2f 3F F 5 10 4 10a m /s 0.5 m /sm 2 10 。 【 溫 馨 提 示 】 功 和 功 率 知 識(shí) 是 分 析 能 量 有 關(guān) 知 識(shí) 的 基 礎(chǔ) ， 同 時(shí) ，在 高 考 中 經(jīng) 常 結(jié) 合 圖 象 單 獨(dú) 考 查 ， 往 往 涉 及 到 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 、 牛 頓 運(yùn) 動(dòng)定 律 等 有 關(guān) 知 識(shí) ， 綜 合 性 較 強(qiáng)

32、 。 【 典 例 】 質(zhì) 量 為 m的 物 體 靜 止 在 光 滑 水 平 面 上 ， 從 t=0時(shí) 刻 開 始受 到 水 平 力 的 作 用 。 力 的 大 小 F與 時(shí) 間 t的 關(guān)系 如 圖 所 示 ， 力 的 方 向 保 持 不 變 ， 則 ( )A.3t0時(shí) 刻 的 瞬 時(shí) 功 率 為B.3t0時(shí) 刻 的 瞬 時(shí) 功 率 為C.在 t=0到 3t0這 段 時(shí) 間 內(nèi) ， 水 平 力 的 平 均 功 率 為D.在 t=0到 3t 0這 段 時(shí) 間 內(nèi) ， 水 平 力 的 平 均 功 率 為 考 查 內(nèi) 容 平 均 功 率 、 瞬 時(shí) 功 率 的 綜 合 應(yīng) 用20 05F tm 20

33、015F tm 20 023F t4m20 025F t6m 【 思 路 點(diǎn) 撥 】解 答 本 題 要 把 握 以 下 三 點(diǎn) ： (1)根 據(jù) F -t圖 象 確 定 所 對(duì) 應(yīng) 的 加 速 度 。(2)根 據(jù) 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 公 式 求 出 物 體 在 各 時(shí) 刻 的 瞬 時(shí) 速 度 ， 明 確 力 與 速度 的 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 。(3)明 確 瞬 時(shí) 功 率 及 平 均 功 率 的 求 法 。 【 解 析 】 選 B、 D。 本 題 考 查 瞬 時(shí) 功 率 、 平 均 功 率 的 理 解 與 應(yīng) 用 ，除 理 解 兩 種 功 率 的 概 念 及 意 義 外 ， 還 要 注 意 瞬 時(shí) 功 率

34、 與 時(shí) 刻 對(duì)應(yīng) ， 平 均 功 率 與 一 段 時(shí) 間 對(duì) 應(yīng) 。 2t0時(shí) 刻 速 度 大 小v2=a1 2t0= 0 2t0時(shí) 間 內(nèi) 的 位 移3t0時(shí) 刻 的 速 度 大 小 為3t0時(shí) 刻 的 瞬 時(shí) 功 率 2t0 3t0時(shí) 間 內(nèi) 的 位 移 0 3t 0時(shí) 間 內(nèi) 做 功 W=F0 x2+3F0 x3。0 3t0時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均 功 率 故 B、 D正 確 。 0 02F tm 。 2022 0 02Fvx 2t t ,2 m 0 0 0 03 2 2 0 0 0F 3F 5F tv v a t 2t tm m m ，20 03 0 3 15F tP 3F v ,m 22 3 03 0 0v v 7Fx t t ,2 2m 20 00 25F tWP 3t 6m ，