《功與功率》第二課時

高一年級物理功率功率的概念平均功率和瞬時功率額定功率和實際功率汽車的兩種啟動方式體重相同的甲、乙兩位同學爬樓梯，在30秒內(nèi)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：回顧速度、加速度的定義比值定義法一.功率的概念定義：從開始計時到時刻t這段時間內(nèi)，力做的功為W

，則功W與完成這些功所用時間t之比叫作功率功率是標量單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W。1W＝1J/s千瓦，符號是kW。

1kW＝1000W表示做功快慢的物理量二.平均功率和瞬時功率平均功率

或

α為F與l的夾角瞬時功率二.平均功率和瞬時功率α為F與v的夾角當例題1m=1kg的物體做自由落體運動，開始下落的位置距離地面足夠高，在物體自由下落1s的過程中，分別求重力在0~1s，0.5~1s，0.75~1s，0.9~1s和0.99~1s的平均功率。(g=10m/s2)解：思考：哪個平均功率更接近1s末重力的瞬時功率？∴P0.99-1更接近P1例題2質(zhì)量m=1kg的物體，以v0=10m/s做平拋運動，拋出點距離地面足夠高。求1s末重力的瞬時功率和1s內(nèi)重力的平均功率(g=10m/s2)重力的瞬時功率重力的平均功率解：三.額定功率和實際功率額定功率：機器正常工作時所能輸出的最大功率。實際功率：機器工作時實際輸出的功率。例題3發(fā)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(fā)動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N，求發(fā)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54km/h時受到的阻力不變，此時發(fā)動機輸出的實際功率是多少？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’＝54km/h＝15m/s行駛時，有

P’＝Fv’＝1800×15W＝27kW汽車以額定功率勻速行駛時的速度為120km/h。汽車以54km/h的速度行駛時，發(fā)動機輸出的實際功率為27kW。解：解決問題：汽車上坡汽車發(fā)動機的輸出功率

P

一定時，牽引力

F

與速度v

成反比。發(fā)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。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？靜止0km/h上坡最大油門12km/h平路油門較小12km/h平路油門最大29km/hv相同時，F(xiàn)越大，P越大P相同時，F(xiàn)越大，v越小四.汽車的兩種啟動方式1.汽車以恒定的功率啟動汽車質(zhì)量為m，以不大于額定功率Pe的恒定的功率P沿直線從靜止開始加速運動，運動過程中受到的阻力f恒定，在汽車從靜止加速到最大速度的過程中，牽引力F、速度v和加速度a分別隨時間怎樣變化？汽車做加速度減小的加速運動當F減小到F=f時，a=0，汽車做勻速直線運動，此時汽車達到最大速度如果汽車以最大功率Pe啟動，則最大速度恒定恒定汽車以恒定的功率啟動四.汽車的兩種啟動方式2.汽車以恒定的牽引力啟動汽車質(zhì)量為m，以恒定的牽引力F沿直線從靜止開始加速運動，運動過程中受到的阻力f恒定，在汽車從靜止加速到最大速度的過程中，汽車速度v、加速度a和汽車功率（假設不超過額定功率）分別隨時間怎樣變化？汽車做勻加速直線運動恒定恒定恒定恒定當汽車牽引力的功率P增大到額定功率Pe后，功率不能再增大了。這時勻加速運動結(jié)束，速度達到階段①汽車以恒定的牽引力啟動階段①汽車做加速度減小的加速運動當F’減小到F’=f時，a=0，汽車做勻速直線運動，此時汽車達到最大速度恒定恒定汽車以恒定的牽引力啟動階段②階段①階段②例題4汽車的質(zhì)量為1t，發(fā)動機額定功率為120kW。在平直公路上行駛的最大速度為60m/s。若汽車以恒定牽引力從靜止啟動，沿直線運動，加速度大小為4m/s2，運動過程中汽車受到的阻力大小不變。求：（1）汽車受到的阻力大小（2）2s末汽車牽引力做功的瞬時功率（3）汽車做勻加速直線運動的時間解：若2s末汽車處