2018_2019學年高中物理第3章動能的變化與機械功課件（打包6套）滬科版必修2.zip,2018,_2019,學年,高中物理,章動,變化,機械功,課件,打包,滬科版,必修 3 2 2研究功與功率 二 第3章動能的變化與機械功 學習目標 1 理解功率的概念 能運用功率的定義式P 進行有關(guān)的計算 2 理解額定功率和實際功率 了解平均功率和瞬時功率的含義 3 根據(jù)功率的定義導出P Fv 會分析P F v三者的關(guān)系 內(nèi)容索引 重點探究啟迪思維探究重點 達標檢測檢測評價達標過關(guān) 自主預習預習新知夯實基礎(chǔ) 自主預習 一 功率 1 定義 功W與完成這些功所用的比值 2 公式 P 單位 簡稱 符號 3 意義 功率是表示物體的物理量 4 功率是 填 標 或 矢 量 時間t 瓦特 瓦 做功快慢 標 W 二 功率與速度 1 功率與速度關(guān)系式 P F與v方向相同 2 應用 由功率速度關(guān)系知 汽車 火車等交通工具和各種起重機械 當發(fā)動機的功率P一定時 牽引力F與速度v成 填 正比 或 反比 要增大牽引力 就要速度 Fv 反比 減小 即學即用 1 判斷下列說法的正誤 1 由公式P 知 做功越多 功率越大 2 力對物體做功越快 力的功率一定越大 3 發(fā)動機不能在實際功率等于額定功率情況下長時間工作 4 汽車爬坡時常常需要換高速擋 答案 2 用水平力使重力為G的物體沿水平地面以速度v做勻速直線運動 已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 則水平力對物體做功的功率是 答案 Gv 重點探究 導學探究 建筑工地上有三臺起重機將重物吊起 下表是它們的工作情況記錄 一 功率 1 三臺起重機哪臺做功最多 答案三臺起重機分別做功3 2 104J 2 4 104J 3 2 104J 所以A C做功最多 答案 2 哪臺做功最快 怎樣比較它們做功的快慢呢 答案B做功最快 可以用功與所用時間的比值表示做功的快慢 知識深化 1 對功率P 的理解 1 功率表示的是物體做功的快慢 而不是做功的多少 功率大 做功不一定多 反之亦然 2 求解功率時 首先要明確求哪個力的功率 是某個力的功率 還是物體所受合力的功率 其次還要注意求哪段時間 或哪個過程 的功率 2 額定功率和實際功率 1 額定功率 機械允許長時間正常工作時的最大功率 發(fā)動機銘牌上的功率指的就是額定功率 2 實際功率 機械實際工作時的輸出功率 發(fā)動機的實際功率不能長時間大于額定功率 否則會損壞機械 例1某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體 第一次使此物體從靜止開始在光滑水平面上前進s距離 第二次使此物體從靜止開始在粗糙水平面上前進s距離 若先后兩次拉力做的功分別為W1和W2 拉力做功的平均功率分別為P1和P2 則A W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 答案 解析 導學探究 在光滑水平面上 一個物體在水平恒力F作用下從靜止開始加速運動 經(jīng)過一段時間t后速度為v 求 1 在t時間內(nèi)力F對物體所做的功 二 功率與速度 答案 2 在t時間內(nèi)力F的功率 答案 3 在t時刻力F的功率 答案t時刻的功率P Fv 知識深化 1 功率與速度的關(guān)系 1 當F與v方向相同時 P Fv 2 當F與v夾角為 時 P Fvcos 2 平均功率和瞬時功率 1 平均功率 時間t內(nèi)功率的平均值 計算公式 2 瞬時功率 某一時刻功率的瞬時值 能精確地描述做功的快慢 計算公式 當F與v方向相同時 P Fv 其中v為瞬時速度 當F與v夾角為 時 P Fvcos 例2如圖1所示 質(zhì)量為m 2kg的木塊在傾角 37 的足夠長的斜面上由靜止開始下滑 木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 0 5 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 前2s內(nèi)重力做的功 圖1 答案 解析 答案48J 解析木塊所受的合外力F合 mgsin mgcos mg sin cos 2 10 0 6 0 5 0 8 N 4N 所以 重力在前2s內(nèi)做的功為W mgsin s 2 10 0 6 4J 48J 2 前2s內(nèi)重力的平均功率 答案 解析 答案24W 3 2s末重力的瞬時功率 答案48W 解析木塊在2s末的速度v at 2 2m s 4m s2s末重力的瞬時功率P mgsin v 2 10 0 6 4W 48W 求解功率問題時容易混淆 平均功率 和 瞬時功率 這兩個概念 讀題時一定注意一些關(guān)鍵詞 某秒末 或 到某位置時 的功率是求瞬時功率 只能用P Fv求解 某段時間內(nèi) 或 某個過程中 等詞語 則是求平均功率 此時可用求解 也可以用求解 解析 針對訓練一臺起重機將靜止在地面上 質(zhì)量為m 1 0 103kg的貨物勻加速豎直吊起 在2s末貨物的速度v 4m s 取g 10m s2 不計額外功 求 1 起重機在這2s內(nèi)的平均功率 答案 答案2 4 104W 解析設貨物所受的拉力為F 加速度為a 則由a 得 a 2m s2由牛頓第二定律知 F mg ma則F mg ma 1 0 103 10N 1 0 103 2N 1 2 104N2s內(nèi)貨物上升的高度h at2 4m起重機在這2s內(nèi)對貨物所做的功W Fh 1 2 104 4J 4 8 104J起重機在這2s內(nèi)的平均功率 2 起重機在2s末的瞬時功率 答案 解析 答案4 8 104W 解析起重機在2s末的瞬時功率P Fv 1 2 104 4W 4 8 104W P Fv三個量的制約關(guān)系 三 P Fv在實際中的應用 例3在水平路面上運動的汽車的額定功率為100kW 質(zhì)量為10t 設阻力恒定 且為車重的0 1倍 g取10m s2 求 1 若汽車以不變的額定功率從靜止啟動 汽車的加速度如何變化 答案 解析 答案逐漸減小 解析汽車以不變的額定功率從靜止啟動 v變大 由P Fv知 牽引力F減小 根據(jù)牛頓第二定律F f ma知 汽車的加速度減小 2 當汽車的加速度為2m s2時 速度為多大 答案 解析 解析由F f ma1 P Fv1 3 汽車在運動過程中所能達到的最大速度 答案 解析 解析當汽車速度達到最大時 a2 0 F2 f P P額 答案10m s 汽車以額定功率啟動的過程分析由P Fv知 隨速度的增加 牽引力減小 又由F f ma知 加速度逐漸減小 故汽車以恒定功率啟動時做加速度逐漸減小的加速運動 當加速度a 0時 汽車達到速度的最大值 此時F f vm 這一啟動過程的v t圖像如圖2所示 圖2 達標檢測 1 對功率的理解 關(guān)于功率 下列說法正確的是A 由P 可知 只要知道W和t的值就可以計算出任意時刻的功率B 由P Fv可知 汽車的功率一定與它的速度成正比C 由P Fv可知 牽引力一定與速度成反比D 當汽車的功率一定時 牽引力一定與速度成反比 解析公式P 求的是這段時間內(nèi)的平均功率 不能求瞬時功率 故A錯誤 根據(jù)P Fv可知 當汽車牽引力一定時 汽車的功率才與速度成正比 故B錯誤 由P Fv可知 當汽車功率一定時 牽引力才與速度成反比 故C錯誤 D正確 答案 解析 1 2 3 4 2 平均功率和瞬時功率 一個質(zhì)量為m的小球做自由落體運動 那么 在前t時間內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t時刻重力做功的瞬時功率P分別為 答案 解析 1 2 3 4 解析前t時間內(nèi)重力做功的平均功率 1 2 3 4 t時刻重力做功的瞬時功率P Fv mg gt mg2t故C正確 3 功率的計算 如圖3所示 位于水平面上的物體A的質(zhì)量m 5kg 在F 10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運動 在位移s 36m時撤去力F 求 在下述兩種條件下 力F對物體做功的平均功率各是多大 取g 10m s2 1 水平面光滑 答案 解析 1 2 3 4 答案60W 圖3 1 2 3 4 解析在光滑水平面上 物體的加速度 由v2 v02 2as 得v 12m s 1 2 3 4 解析在粗糙水平面上 物體的加速度 2 物體與水平面間的動摩擦因數(shù) 0 15 答案30W 由v 2 v02 2a s 得v 6m s 答案 解析 4 機車啟動問題 汽車發(fā)動機的額定功率P 60kW 若其總質(zhì)量為m 5t 在水平路面上行駛時 所受阻力恒為F 5 0 103N 若汽車啟動時保持額定功率不變 則 1 求汽車所能達到的最大速度vmax 解析 答案 1 2 3 4 答案12m s 解析汽車在運動中所受的阻力大小為 F 5 0 103N 汽車保持恒定功率啟動時 做加速度逐漸減小的加速運動 當加速度減小到零時 速度達到最大 所以 此時汽車的牽引力為F1 F 5 0 103N 1 2 3 4 解析當汽車的加速度為2m s2時 設牽引力為F2 由牛頓第二定律得 F2 F ma F2 F ma 5 0 103N 5 0 103 2N 1 5 104N 1 2 3 4 2 當汽車加速度為2m s2時 速度是多大 答案4m s 解析 答案 解析當汽車的速度為6m s時 1 2 3 4 3 當汽車速度是6m s時 加速度是多大 答案1m s2 由牛頓第二定律得F3 F ma 解析 答案