202X學(xué)年高考物理主題二機(jī)械能及其守恒定律2.7功率課件粵教版

1、2.7功率功率學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉核心提煉1.理解功率的概念，能運(yùn)用功率的定義式理解功率的概念，能運(yùn)用功率的定義式P 進(jìn)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。行有關(guān)計(jì)算。3個(gè)概念個(gè)概念功率的概念、平功率的概念、平均功率和瞬時(shí)功率的概念均功率和瞬時(shí)功率的概念2個(gè)公式個(gè)公式P 、PFv1個(gè)問題個(gè)問題機(jī)車啟動(dòng)問題機(jī)車啟動(dòng)問題2.知道平均功率和瞬時(shí)功率的含義，能根據(jù)知道平均功率和瞬時(shí)功率的含義，能根據(jù)PFv進(jìn)行分析和計(jì)算。進(jìn)行分析和計(jì)算。3.了解額定功率和實(shí)際功率，會(huì)分析機(jī)車啟動(dòng)問題。了解額定功率和實(shí)際功率，會(huì)分析機(jī)車啟動(dòng)問題。一、如何描述物體做功的快慢一、如何描述物體做功的快慢觀圖助學(xué)觀圖助學(xué)如圖汽車在爬坡，汽車的功率

2、很大，那么功率大，做功一定多嗎？如圖汽車在爬坡，汽車的功率很大，那么功率大，做功一定多嗎？1.定義：定義：_內(nèi)做功的多少。內(nèi)做功的多少。2.物理意義：物理意義：功率是表示物體做功功率是表示物體做功_的物理量。的物理量。理解概念理解概念單位時(shí)間單位時(shí)間快慢快慢二、怎樣計(jì)算功率二、怎樣計(jì)算功率觀圖助學(xué)觀圖助學(xué)如圖，質(zhì)量為如圖，質(zhì)量為m的物體沿傾角為的物體沿傾角為的斜面下滑，滑至底端時(shí)速度大小為的斜面下滑，滑至底端時(shí)速度大小為v，此時(shí)重力，此時(shí)重力的功率是否等于的功率是否等于mgv?1.功率的定義式：功率的定義式：P_。2.功率與速度關(guān)系式功率與速度關(guān)系式(1)當(dāng)當(dāng)F與與v同向時(shí)，同向時(shí)，P_。(2

3、)當(dāng)當(dāng)F與與v的夾角為的夾角為時(shí)，時(shí)，P_。3.單位：?jiǎn)挝唬篲，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)是，符號(hào)是_。4.標(biāo)矢性：標(biāo)矢性：功率是功率是_量。量。FvFvcos 瓦特瓦特瓦瓦W標(biāo)標(biāo)5.平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算(2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能準(zhǔn)確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能準(zhǔn)確地描述做功的快慢，計(jì)算公式：P_，其中，其中v為瞬時(shí)速度；當(dāng)為瞬時(shí)速度；當(dāng)F與與v夾角為夾角為時(shí)，時(shí)，PFvcos 。Fv理解概念理解概念判斷以下說法是否正確。判斷以下說法是否正確。(2)由由PFv可知，汽車的功率一定與它的速度成正比?？芍嚨墓β室欢ㄅc它的速度

4、成正比。( )(3)由由PFv可知，牽引力一定與速度成反比?？芍瑺恳σ欢ㄅc速度成反比。( )(4)汽車爬坡時(shí)常常需要換高速擋。汽車爬坡時(shí)常常需要換高速擋。( )功率功率觀察探究觀察探究建筑工地上有三臺(tái)起重機(jī)將重物吊起，下表是它們的工作情況記錄：建筑工地上有三臺(tái)起重機(jī)將重物吊起，下表是它們的工作情況記錄：起重機(jī)編號(hào)起重機(jī)編號(hào)被吊物體重量被吊物體重量勻速上升速度勻速上升速度上升的高度上升的高度所用時(shí)間所用時(shí)間做功做功A2.0103 N4 m/s16 m4 s B4.0103 N3 m/s6 m2 s C1.6103 N2 m/s20 m10 s (1)三臺(tái)起重機(jī)哪臺(tái)做功最多？三臺(tái)起重機(jī)哪臺(tái)做功

5、最多？(2)哪臺(tái)做功最快？怎樣比較它們做功的快慢呢？哪臺(tái)做功最快？怎樣比較它們做功的快慢呢？答案答案(1)三臺(tái)起重機(jī)分別做功三臺(tái)起重機(jī)分別做功3.2104 J、2.4104 J、3.2104 J，所以，所以A、C做功做功最多。最多。(2)B做功最快，可以用功與所用時(shí)間的比值表示做功的快慢。做功最快，可以用功與所用時(shí)間的比值表示做功的快慢。探究歸納探究歸納3.額定功率和實(shí)際功率額定功率和實(shí)際功率(1)額定功率和實(shí)際功率：發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率，指的是機(jī)械正常工作時(shí)，允許額定功率和實(shí)際功率：發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率，指的是機(jī)械正常工作時(shí)，允許到達(dá)的最大功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是指機(jī)械實(shí)際運(yùn)行的功率，它

6、可以小于或等于到達(dá)的最大功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是指機(jī)械實(shí)際運(yùn)行的功率，它可以小于或等于額定功率，但不能長時(shí)間大于額定功率。額定功率，但不能長時(shí)間大于額定功率。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P額額Fv反映了機(jī)械的額定功率對(duì)機(jī)械的動(dòng)力與速度的制約關(guān)反映了機(jī)械的額定功率對(duì)機(jī)械的動(dòng)力與速度的制約關(guān)系。因機(jī)器在設(shè)計(jì)制造時(shí)，就確定了它的額定功率，所以當(dāng)機(jī)械的功率到達(dá)額定功系。因機(jī)器在設(shè)計(jì)制造時(shí)，就確定了它的額定功率，所以當(dāng)機(jī)械的功率到達(dá)額定功率時(shí)，要增大動(dòng)力那么必須減小速度。率時(shí)，要增大動(dòng)力那么必須減小速度。試題案例試題案例例例1 (2021惠州高一檢測(cè)惠州高一檢測(cè))一臺(tái)起重機(jī)將靜止在地面上、質(zhì)量

7、為一臺(tái)起重機(jī)將靜止在地面上、質(zhì)量為m1.0103 kg的貨的貨物勻加速豎直吊起，在物勻加速豎直吊起，在2 s末貨物的速度末貨物的速度v4 m/s(取取g10 m/s2，不計(jì)額外功，不計(jì)額外功)，求：，求：(1)起重機(jī)在這起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均功率；內(nèi)的平均功率；(2)起重機(jī)在起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率。末的瞬時(shí)功率。答案答案(1)2.4104 W(2)4.8104 W針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1 一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物塊，沿傾角為的物塊，沿傾角為37、足夠長的光滑斜面由靜止開、足夠長的光滑斜面由靜止開場(chǎng)下滑，當(dāng)它下滑場(chǎng)下滑，當(dāng)它下滑4 s時(shí)重力的瞬時(shí)功率為多大？這時(shí)重力的瞬時(shí)功率為多大？這4

8、 s內(nèi)重力的平均功率為多大內(nèi)重力的平均功率為多大(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)?答案答案144 W72 W機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)過程分析機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)過程分析探究歸納探究歸納汽車兩種啟動(dòng)方式的過程分析與比較汽車兩種啟動(dòng)方式的過程分析與比較兩種方式兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)Pt圖和圖和vt圖圖試題案例試題案例例例2 質(zhì)量為質(zhì)量為2 000 kg、額定功率為、額定功率為80 kW的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為20 m/s。假設(shè)汽車從靜止開場(chǎng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

9、。假設(shè)汽車從靜止開場(chǎng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2 m/s2，運(yùn)動(dòng)中的，運(yùn)動(dòng)中的阻力不變。求：阻力不變。求：(1)汽車所受阻力的大??；汽車所受阻力的大??；(2)3 s末汽車的瞬時(shí)功率；末汽車的瞬時(shí)功率；(3)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(4)汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。解析解析(1)以最大速度行駛時(shí)，根據(jù)以最大速度行駛時(shí)，根據(jù)PFv可求得可求得F4 000 N。而此時(shí)牽引力和阻力大小相等，那么而此時(shí)牽引力和阻力大小相等，那么fF4 000 N。(2)3 s末汽車的速度末汽車的速度v3at36 m/s，由由Ffma得得F18 000

10、N，故此時(shí)汽車的功率為故此時(shí)汽車的功率為PF1v34.8104 W。(3)設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，那么，那么t時(shí)刻的速度為時(shí)刻的速度為vtat，這時(shí)汽車的功率為額定功率這時(shí)汽車的功率為額定功率PF1vt，代入數(shù)據(jù)得，代入數(shù)據(jù)得t5 s。答案答案(1)4 000 N(2)4.8104 W(3)5 s(4)2105 J針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 如圖如圖1所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開場(chǎng)向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開場(chǎng)

11、向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度度a0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率到達(dá)其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做，當(dāng)起重機(jī)輸出功率到達(dá)其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取的勻速運(yùn)動(dòng)。取g10 m/s2，不計(jì)額外功。求：，不計(jì)額外功。求：圖圖1(1)起重機(jī)允許的最大輸出功率；起重機(jī)允許的最大輸出功率；(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2 s末的輸出功率。末的輸出功率。解析解析(1)設(shè)起重機(jī)允許的最大輸出功率為設(shè)起重機(jī)允許的最大輸出功率為P0，重物到達(dá)最大速度時(shí)拉力，重物到達(dá)最大速度時(shí)拉力F0等于重力。等于重力。P

12、0F0vm，F(xiàn)0mg。代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得P05.1104 W。(2)勻加速運(yùn)動(dòng)完畢時(shí)，起重機(jī)到達(dá)允許的最大輸出功率，勻加速運(yùn)動(dòng)完畢時(shí)，起重機(jī)到達(dá)允許的最大輸出功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，有有P0Fv1，F(xiàn)mgma，v1at1。代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得t15 s。第第2 s末，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，末，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為，輸出功率為P，v2at，PFv2。得得P2.04104 W。答案答案(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W兩組功率概念的比照辨析兩組功率概念的比照辨析2.額定功率和實(shí)際功率額定功率和實(shí)際功率(1)額定功率是指動(dòng)力機(jī)械長期正常工作時(shí)最大的輸出功率，是動(dòng)力機(jī)械重要的性能額定功率是指動(dòng)力機(jī)械長期正常工作時(shí)最大的輸出功率，是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo)。一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的，通常都在銘牌上標(biāo)明。機(jī)械工作時(shí)必須指標(biāo)。一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的，通常都在銘牌上標(biāo)明。機(jī)械工作時(shí)必須受額定功率的限制。受額定功率的限制。(2)實(shí)際功率是機(jī)械工作時(shí)實(shí)際的輸出功率，實(shí)際功率可以小于等于額定功率，但實(shí)實(shí)際功率是機(jī)械工作時(shí)實(shí)際的輸出功率，實(shí)際功率可以小于等于額定功率，但實(shí)際功