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1、第三节 功率,思考与讨论,起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。,1、这两个起重机对货物做功的有什么关系？,甲大于乙,2、这两个起重机哪一个做功的快？,甲比乙快,3、你是怎么比较它们做功快慢的？,时间相同，做的功越多，做功越快,思考与讨论,1、这两个起重机对货物做的功有什么关系？,相同,2、这两个起重机哪一个做功的快？,乙比甲快,3、你又是怎么比较它们做功快慢的？,做功相同，时间越短，做功越快,两球同时从不同高度作自由落体运动，如图所示，若m1=0.5kg，m2=2kg，h1=20m，h2=5m，则重力对两球做的功分别为多少?(
2、g=10m/s2),如何来比较做功的快慢?,思考与讨论,1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。,3、公式：,比值定义法,4、功率是标量。功率表示做功过程中能量转化的快慢。,5、功率的单位：,瓦特（W）常用单位：kW,一、功率的概念,2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值,想一想：,人力直接做功能否像起重机做功那样快？汽车做功能否像飞机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？,奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？,人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。,人与机器一样
3、，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间只是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5Km的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动。,这种现象说明了什么呢？,二、额定功率和实际功率,1、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。,例题：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，(g取
4、10m/s2)第1s内下落的位移是多少？这1s内重力对物体做多少功？第2s内物体下落的位移是多少？这1s内重力对物体做多少功？前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？,h1=5m,w1=50J,h2=15m,w2=150J,P1=50W P2=150W,P3=100W,反思：通过以上的计算，说明了什么问题？,说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。,平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢,瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢,当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率,当
5、t 表示一段时间时，此式表示平均功率,三、平均功率和瞬时功率,汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？,观察与思考,反思：这说明了什么问题？,一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。,拓展：若物体在水平恒力F作用下作变速运动了一段时间t，则恒力F在时间t内做功的功率又如何呢？若力F与水平成角呢？,WFscos,PFvcos,PvFcos,PFvcos,四、功率与速度的关系,功率与速度的关系,PF v cos,若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率,若 v表示平均
6、速度，则P 表示平均功率,对于公式 P=F v1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？,当F与v同方向时（0），PFv,反比,正比,正比,解：,例题,由P=Fv 得,匀速行使时,汽车的牵引力F=F阻=1800N,某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?,v=54km/h=15m/s,以较低的速度行使时,实际功率P=Fv=180015W=27kW,注意：汽
7、车的功率就是汽车牵引力的功率,2、定义式：,小结,1、物理意义：表示做功快慢的物理量,3、计算式：P=F v cos,该式一般用于求平均功率,4、单位：在国际单位制中 瓦特 W,该式用于求瞬时功率、平均功率,练习题,1、关于功率，下列说法中正确的是（）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大,B,2、关于功率以下说法中正确的是（）A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功
8、率D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。,D,例题,3、某人用同一水平恒力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则()A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1P2 C.W1W2，P1P2 D.W1W2，P1=P2,B,4、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为()A.400W B.300W C.500W D.700W,B,例题：,要
9、点：必须弄清是何种类型的功率，并能正确选择公式,5、质量3 kg的物体，在水平力F6 的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间3 s，求：（1）力F在3 s内对物体所做的功。（2）力F在3 s内对物体所做功的平均功率。（3）在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。,类型1：机车以恒定功率 P 启动,专题：机车启动问题,PF v,发动机的实际功率,发动机的牵引力,机车的瞬时速度,当F=F阻时，a0，v达到最大,保持 vm匀速,v,加速度逐渐减小的变加速直线运动,匀速直线运动,机车以恒定功率启动的v t 图,专题：机车启动问题,先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,类型2：机车以恒定加速度 a 启动,当F=F阻时，a0，v达到最大,保持 vm匀速,PF v,当P=P额时，保持P额继续加速,机车以恒定加速度启动的v t 图,先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,
