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(共23張PPT)
2 功率
第四章　機械能及其守恒定律
01
02
03
知道功率的概念，理解功率的物理意義。
教學目標
會計算平均功率和瞬時功率，了解額定功率和實際功率的概念。
掌握功率的公式，并能用來解決有關問題。
新課引入
在游樂園，有這種高速滑梯可以讓我們體驗一把速度與激情，我們來看，有的滑道有相同的高度，長度不同，那么重力做功情況一樣嗎？
體重相同的甲、乙兩位同學爬樓梯，在30秒內甲爬到了3層，乙爬到了2層。誰克服重力做功更快？
體重相同的丙、丁兩位同學爬樓梯，丙爬到5層用了40秒，丁爬到5層用了60秒。誰克服重力做功更快？
當甲乙丙丁四人體重相同時，這四人誰克服重力做功更快？
甲
丙
思考與討論
回顧速度、加速度的定義
比值定義法
v=
a=
3、單位： 瓦特(W) 1 W = 1 J/s
千瓦(kW) 1 kW = 1000 W
1、定義：力對物體所做的功W跟完成這些功所用時間t的比值，叫做功率。
4、物理意義：反映力對物體做功的快慢。
一、功率的含義
2、定義式：
一個質量是m的物體，從地面上方h高處開始做自由落體運動,則在物體下落過程的前一半位移和后一半位移，重力做功的功率相同嗎？
即使是同一個力做功，做功的功率也可能是變化的.
思考與討論
1、平均功率：力在一段時間內做功的快慢并不是保持不變的，這一段時間內所做的總功W跟這段時間t的比值，就是這段時間內的平均功率。
2、瞬時功率：在所取的時間t非常短的情況下， 才可以認為是該時刻的瞬時功率。
二、平均功率、瞬時功率
物理意義：描述在一段時間內做功的平均快慢，對應一段時間或一個過程。
物理意義：表示在某一時刻做功的快慢，對應一個時刻或一個位置。
短跑運動員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢？
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。
這種現象說明了什么問題？
1、額定功率：是指機器正常工作時的最大輸出功率。
2、實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率。
實際功率總小于或等于額定功率。
三、額定功率和實際功率
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：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。
長時間運動時人的功率為數10W，優秀運動員可達1kW
長時間運動馬的功率為數百瓦
鯨游動時功率可達350kW
小汽車的功率為數十千瓦至兩百千瓦
高速列車的功率可達數萬kW
萬噸豪華游輪的功率可達1萬kW以上
一輛汽車載重時和空車時，在公路上以相同的速度行駛，試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？
思考與討論
當我們用恒力F推動木箱，讓木箱在水平桌面上以速度v做勻速直線運動時，力F對木箱做功的功率是多少？
W＝Fl
P＝Fv
P＝
t
Fl
v＝
t
l
P ＝
t
W
v
F
四、輸出功率、作用力和速度之間的關系
當力的方向與速度方向相同時
當力的方向與速度方向有一定夾角時？
P＝Fv
W＝Flcos α
P＝Fvcos α
P＝
t
Flcos α
v＝
t
l
P＝
t
W
解決問題：汽車上坡
汽車發動機的輸出功率 P 一定時，牽引力 F 與速度v 成反比。
發動機輸出的功率不能無限制地增大，所以汽車上坡時司機要用“換擋” 的辦法減小速度v,來得到較大的牽引力F 。
P＝Fv
v
0km/h
靜止
上坡
油門最大12km/h
平路
油門較小12km/h
平路
油門最大29km/h
思考：電動車上坡時和在平路上以相同時速行駛，為什么上坡時油門要擰到底而平路上油門可以擰到較小處？為什么電動車上坡時的最大速度比平路上的最大速度要小？
【例題】發動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某型號汽車發動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800 N，求發動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54 km/h 時受到的阻力不變，此時發動機輸出的實際功率是多少？
典例分析
汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力
由于P＝Fv，所以額定功率下的速度
當汽車以速度v＇＝ 54 km/h ＝ 15 m/s 行駛時，
有 P＇＝ Fv＇＝ 1800×15 W ＝ 27 kW
汽車以額定功率勻速行駛時的速度為 120 km/h。汽車以54 km/h 的速度行駛時，發動機輸出的實際功率為 27 kW。
解：
v== m/s=120 km/h
=1800N
F阻
mg
FN
F
v
二、平均功率、瞬時功率
一、功率的含義
三.額定功率和實際功率
四、輸出功率、作用力和速度之間的關系
本課小結
1、關于功率以下說法中正確的是（　　　）
A、據 P=W/t可知，機器做功越多，其功率就越大
B、據 P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比
C、據 P=W/t可知，只要知道時間t內機器所做的功，就可以求得這段時間內任一時刻機器做功的功率
D、根據 P=Fv可知，發動機功率一定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比
D
跟蹤練習
2、設飛機飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，如飛機以速度v勻速飛行時，其發動機功率為P，則飛機以2v速度勻速飛行時，其發動機功率為（ ）
A.2P B.4P C.8P D.無法確定
C
3、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體.物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g=10m/s2，則物體落地時，重力的瞬時功率為( )
A. 400W B. 300W C. 500W D. 700W
B
謝謝
大家

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