2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第七節(jié) 功率課件 粵教版必修2.ppt

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第七節(jié) 功率,第四章 機(jī)械能和能源,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí),1.功率：功W與完成這些功所用 的比值. 公式：P＝ .單位： ，簡(jiǎn)稱(chēng) ，符號(hào)是 . 2.意義：功率是表示物體 的物理量. 3.功率是 (填“標(biāo)”或“矢”)量.,一、如何描述做功的快慢——功率,時(shí)間t,瓦特,瓦,W,做功快慢,標(biāo),二、功率的計(jì)算,1.功率與速度的關(guān)系：P＝ . 2.平均功率和瞬時(shí)功率 (1)平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式： ＝ 和 ＝ . (2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，計(jì)算公式：P＝ ，其中v為瞬時(shí)速度.,Fv,Fv,答案,即學(xué)即用 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)由公式P＝ 知，做功越多，功率越大.( ) (2)力對(duì)物體做功越快，力的功率一定越大.( ) (3)發(fā)動(dòng)機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長(zhǎng)時(shí)間工作.( ) (4)汽車(chē)爬坡時(shí)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(yùn)動(dòng).已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則水平力對(duì)物體做功的功率是_____.,μGv,重點(diǎn)探究,建筑工地上有三臺(tái)起重機(jī)將重物吊起，下表是它們的工作情況記錄：,,一、描述物體做功的快慢——功率,導(dǎo)學(xué)探究,(1)三臺(tái)起重機(jī)哪臺(tái)做功最多？,答案 三臺(tái)起重機(jī)分別做功3.2104 J、2.4104 J、3.2104 J，所以A、C做功最多.,答案,(2)哪臺(tái)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(shí)間的比值表示做功的快慢.,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(shí)，首先要明確求哪個(gè)力的功率，是某個(gè)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(shí)間(或哪個(gè)過(guò)程)的功率.,知識(shí)深化,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(kāi)始在光滑水平面上前進(jìn)l距離，第二次使此物體從靜止開(kāi)始在粗糙水平面上前進(jìn)l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＝P2 B.W1＝W2，P1＞P2 C.W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 D.W1＞W(wǎng)2，P1＝P2,答案,解析,√,解析 兩次拉物體用的力都是F，物體的位移都是l.由W＝Fl可知W1＝W2.物體在粗糙水平面上前進(jìn)時(shí)，加速度a較小，由l＝ at2可知用時(shí)較長(zhǎng)，再由P＝ 可知P1P2，選項(xiàng)B正確.,在光滑水平面上，一個(gè)物體在水平恒力F作用下從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t末速度為v.求： (1)在t時(shí)間內(nèi)力F對(duì)物體所做的功；,答案,,二、功率的計(jì)算,導(dǎo)學(xué)探究,解析,(2)在t時(shí)間內(nèi)力F的功率；,答案,(3)在t時(shí)刻力F的功率.,答案 Fv,解析 t時(shí)刻的功率P＝Fv.,解析,1.功率與速度的關(guān)系 (1)當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv； (2)當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos α. 2.平均功率和瞬時(shí)功率 (1)平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式：,知識(shí)深化,(2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式： ①當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv，其中v為瞬時(shí)速度； ②當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos α.,例2 一臺(tái)起重機(jī)將靜止在地面上、質(zhì)量為m＝1.0103 kg的貨物勻加速豎直吊起，在2 s末貨物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不計(jì)額外功)求： (1)起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均功率；,答案,解析,答案 2.4104 W,解析 設(shè)貨物所受的拉力為F，加速度為a，,由牛頓第二定律知，F(xiàn)－mg＝ma 則F＝mg＋ma＝1.010310 N＋1.01032 N＝1.2104 N,起重機(jī)在這2 s內(nèi)對(duì)貨物所做的功W＝Fh＝1.21044 J＝4.8104 J,(2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率.,答案,解析,答案 4.8104 W,解析 起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率P＝Fv＝1.21044 W＝4.8104 W.,求解功率問(wèn)題時(shí)容易混淆“平均功率”和“瞬時(shí)功率”這兩個(gè)概念.讀題時(shí)一定注意一些關(guān)鍵詞：“某秒末”或“到某位置時(shí)”的功率是求瞬時(shí)功率，只能用P＝Fv求解；“某段時(shí)間內(nèi)”或“某個(gè)過(guò)程中”等詞語(yǔ)，則是求平均功率，此時(shí)可用 求解，也可以用 求解.,例3 如圖1所示，質(zhì)量為m＝2 kg的木塊在傾角θ＝37的足夠長(zhǎng)的斜面上由靜止開(kāi)始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，已知：sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)前2 s內(nèi)重力做的功；,答案,解析,答案 48 J,圖1,解析 木塊所受的合外力F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝mg(sin θ－μcos θ)＝210(0.6－0.50.8) N＝4 N,所以，重力在前2 s內(nèi)做的功為W＝mgsin θs＝2100.64 J＝48 J.,(2)前2 s內(nèi)重力的平均功率；,答案,解析,答案 24 W,(3)2 s末重力的瞬時(shí)功率.,答案 48 W,解析 木塊在2 s末的速度v＝at＝22 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬時(shí)功率 P＝mgsin θv＝2100.64 W＝48 W.,針對(duì)訓(xùn)練 放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0～6 s內(nèi)其速度與時(shí)間的圖象和該拉力的功率與時(shí)間的圖象如圖2甲、乙所示.下列說(shuō)法正確的是 A.0～6 s內(nèi)物體的位移大小為20 m B.0～6 s內(nèi)拉力做功為100 J C.滑動(dòng)摩擦力的大小為5 N D.0～6 s內(nèi)滑動(dòng)摩擦力做功為－50 J,圖2,答案,解析,√,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,1.(對(duì)功率的理解)關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是 A.由P＝ 可知，只要知道W和t的值就可以計(jì)算出任意時(shí)刻的功率 B.由P＝Fv可知，汽車(chē)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(dāng)汽車(chē)的功率一定時(shí)，牽引力一定與速度成反比,答案,解析,√,4,5,解析 公式P＝ 求的是這段時(shí)間內(nèi)的平均功率，不能求瞬時(shí)功率，故A錯(cuò)誤； 根據(jù)P＝Fv可知，當(dāng)汽車(chē)牽引力一定時(shí)，汽車(chē)的功率與速度成正比，故B錯(cuò)誤； 由P＝Fv可知，當(dāng)汽車(chē)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比，故C錯(cuò)誤，D正確.,1,2,3,4,5,2.(平均功率和瞬時(shí)功率)一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t時(shí)間內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率 及在t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率分別為,答案,解析,1,2,3,4,√,5,1,2,3,4,5,t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝mggt＝mg2t 故C正確.,3.(瞬時(shí)功率的計(jì)算)如圖3所示，在光滑的水平面上放著一個(gè)質(zhì)量為10 kg的木箱，拉力F與水平方向成60角，F(xiàn)＝2 N.木箱從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，4 s末拉力的瞬時(shí)功率為 A.0.2 W B.0.4 W C.0.8 W D.1.6 W,√,圖3,答案,1,2,3,4,5,解析,4.(瞬時(shí)功率分析)飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開(kāi)始下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過(guò)程如圖4所示，飛行員受重力的瞬時(shí)功率變化情況是 A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 由瞬時(shí)功率計(jì)算式P＝Fvcos α可知，初狀態(tài)P1＝0，最低點(diǎn)P2＝0，中間狀態(tài)P＞0.所以瞬時(shí)功率變化情況是先增大后減小，故C正確.,√,圖4,5.(與功率有關(guān)的圖象問(wèn)題)起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其v－t圖象如圖5所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是圖中的哪一個(gè),1,2,3,4,答案,5,解析,圖5,√,解析 在0～t1時(shí)間內(nèi)，重物勻加速上升，鋼索拉力F1mg；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，重物勻速上升，鋼索拉力F2＝mg；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，重物勻減速上升，鋼索拉力F3F2v1；t1～t2時(shí)間內(nèi)，功率保持不變，P＝F2v1，t2～t3時(shí)間內(nèi)，功率均勻減小，且t2時(shí)刻F2v1F3v1，綜上所述，只有B正確.,1,2,3,4,5,