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1、8-1功与功率 第2课时功率一、学习目标1.理解功率的概念2.能用功率的定义式P及功率与速度的关系式PFv进行有关分析和计算3.会分析机车恒定功率启动和匀加速启动过程中加速度和速度的变化二、学习过程【问题探究】1起重机甲在1 min内把质量为1 t的货物匀速提到预定高度，起重机乙在30 s内把质量为1 t的货物匀速提到相同高度.这两台起重机做的功一样吗？哪一个做功更快些？2起重机甲在1 min内把质量为1 t的货物匀速提到30 m的高度，起重机乙在1 min 内把质量为0.4 t的货物匀速提到相同高度.这两台起重机做的功一样吗？哪一个做功更快些？3如果两台起重机做的功不一样，做功所用时间也不相
2、同，又如何比较它们做功的快慢？【知识点1】功率1定义：功W与完成这些功所用 之比2定义式：P3单位： ，简称 ，符号是 1 W1 ，技术上常用千瓦(kW)，1 kW W4物理意义：功率是表示做功的 的物理量5功率是 (填“标”或“矢”)量，计算功率时，一般不带正负号【问题探究】某物体沿位移的方向受恒力F作用，在时间间隔t内发生的位移为l1试求时间间隔t内F的功率2由于v求出的是物体在时间间隔t内的平均速度，代入P后得到PFv，则利用此式求出的功率是F在时间间隔t内的 3如果时间间隔t取得足够小，则v表示某时刻的瞬时速度，此时由PFv求得的功率就是F在该时刻的 ，即力F的瞬时功率等于力F和物体运
3、动的瞬时速度的乘积【知识点2】功率与速度的关系1一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于 与物体 的乘积2关系式：P (1)若v是物体在恒力F作用下的平均速度，则PFv对应这段时间内的 功率(2)若v是瞬时速度，则P表示该时刻的 功率3应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成 (填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要 (填“增大”或“减小”)速度例题1、关于功率，下列说法正确的是（ ）A根据功率P，做功越多，功率就越大B根据功率P，可以求出任意时刻的功率C根据功率PFv可知，汽车的牵引力与速度成反比D根据功率PFv可知，
4、汽车的功率一定时，它的牵引力与速度成反比例题2、如图所示，质量m3 kg的物体，在水平拉力F6 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，经过3 s运动了9 m求：(1)力F在3 s内对物体所做的功；(2)力F在3 s内对物体做功的平均功率；(3)3 s末力F对物体做功的瞬时功率【问题探究】一辆汽车在平直的公路上从静止开始运动，运动过程中，牵引力F的功率P保持不变，汽车受到的阻力F阻保持不变1随着速度v的增大，牵引力F如何变化？加速度如何变化？2汽车的速度能一直增大吗？最终达到何种状态？3若这辆汽车在平直的公路上从静止开始以加速度a匀加速启动，汽车的额定功率为P额匀加速直线运动过程中，汽车的
5、实际功率如何变化？汽车能一直做匀加速运动吗？如何求匀加速直线运动的时间？【知识点3】机车的两种启动方式1两种启动方式的对比以恒定功率启动以恒定加速度启动Pt图像与vt图像运动规律OA段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动；AB段：做速度为vm的匀速直线运动OA段：以加速度a做匀加速直线运动；AB段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动；BC段：做速度为vm的匀速直线运动过程分析OA段：vFa；AB段：FF阻a0P额F阻vmOA段：a不变F不变vPFv，直到PP额Fv1；AB段：vFa；BC段：FF阻a0v达到最大值，vm2机车启动问题中几个物理量的求法总结(1)机车的最大速度vm的求法：无论哪种运行
6、过程，机车的最大速度都等于其做匀速直线运动时的速度，此时牵引力F与阻力F阻大小相等，故vm(2)以恒定加速度启动时，匀加速运动持续时间的求法：牵引力Fma + F阻，匀加速运动结束时的速度v1，匀加速运动的时间t0(3)瞬时加速度的求法：据F求出牵引力，则加速度a(4)以恒定功率启动时，牵引力做功的求法：WPt例题3、质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定当汽车速度为v时，汽车做匀速运动；当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度为（ ）ABCD例题4、某汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重力的，g取10
7、m/s2(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车的速度为5 m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以0.5 m/s2的恒定加速度启动，则这一过程能持续多长时间？【随堂训练】1、关于功率的公式P和PFv的说法正确的是（ ）A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由P知，功率P与功W成正比，与时间t成反比C利用PFv只能求某一时刻的瞬时功率D由PFv知，当汽车牵引力一定时，发动机功率与速度成正比2、如图所示，倾角为30、长度为10 m的光滑斜面，一质量为0.8 kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，g取10 m/s2，则（ ）A整个过程中重力做功80 JB整个过程中
8、合外力做功80 JC整个过程中重力做功的平均功率是20 WD物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是20 W3、设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，如飞机以速度v匀速飞行时，其发动机功率为P则飞机以2v速度匀速飞行时，其发动机功率为（ ）A2PB4PC8PD无法确定4、汽车发动机的额定功率P60 kW，若其总质量为m5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为f5.0103N(1)若汽车启动时保持额定功率不变，求：汽车所能达到的最大速度vmax；汽车加速度为a12 m/s2时，速度大小v；当汽车速度是v16 m/s时，加速度大小a(2)若汽车以恒定加速度a01 m/s2做匀加速启动，求：匀加速运动持续的时间t；4 s末时发动机输出的实际功率P1 4学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司