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高中物理人教版 (新课标)必修23.功率复习ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.功率复习ppt课件
第22讲 │ 功率 第22讲 功率 第22讲 │ 编读互动1．高考中对功率的考查往往是和其他知识点结合进行命题，由于学生对功率的概念理解不到位，故经常出现错误，解决此类问题必须抓准物理实质，建立相关物理模型，尤其是汽车启动模型，应处理好机车以额定功率启动和以恒定牵引力启动过程中加速度、速度随时间变化的关系，特别是以恒定牵引力启动，开始一段时间内机车做匀加速直线运动，功率增大到额定功率时，牵引力减小，速度增加，最后机车将做匀速运动．在学习中，有必要对两种情况下对应的图象的区别和联系以及图象中各段的物理意义进行深入的理解．第22讲 │ 编读互动2．本讲要重点掌握瞬时功率及机车的两种启动模型的分析处理．(1)例1和变式题是对功率的一些基本算法的练习．(2)通过例2和变式题让学生掌握机车的两种启动问题的分析方法．(3)例3是用功率问题和生活实际的一些联系来构建物理模型解题的练习．第22讲 │ 考点整合快慢 Fvcosα 第22讲 │ 考点整合Fv ► 探究点一 平均功率与瞬时功率的求解 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究 A [解析] 由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确．由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误．根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误．由瞬时功率的计算式可得PA＝mgvcosθ，PB＝mgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PA＜PB，C选项错误．第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究变式题 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图22－2所示，力的方向保持不变，则( )A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t＝0到3t0这段时间内， 水平力的平均功率为D.在t＝0到3t0这段时间内， 水平力的平均功率为第22讲 │ 要点探究► 探究点二 机动车起动问题 第22讲 │ 要点探究 1.额定功率和实际功率 额定功率是指任意机械在正常条件下可以长时间工作而不损坏机械的最大输出功率，实际功率是指机械实际工作时的功率．一般情况下，实际功率可以小于或等于额定功率，而在特殊情况下在较短时间内实际功率可以超过额定功率，但应尽量避免．第22讲 │ 要点探究 对公式P＝Fv要注意以下几点： (1)此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P＝Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力． 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究 (4)当力F一定时，P∝v，即速度越大，功率越大．如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大． (5)汽车启动达到最大速度时一定做匀速直线运动，此时牵引力与阻力平衡． 公式P＝Fv中的F表示牵引力的大小，汽车的实际功率要小于或等于额定功率． 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究3.机车以恒定的加速度启动 由牛顿第二定律F－f＝ma知，当机车的加速度a保持不变时，发动机牵引力F恒定，再由P＝Fv知，F一定，发动机的实际输出功率P随v的增大而增大，直到输出功率达到额定功率P0.需要注意的是，当发动机的功率达到额定功率的瞬间，机车的加速度仍为a，此时的牵引力仍为F＝ma＋f，此后，机车的输出功率不再变化，所第22讲 │ 要点探究 以机车将做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度减为零，速度达到vm＝ 为止．所以机车以恒定的加速度a启动时，其匀加速能够达到的最大速度为vm′＝ ，保持加速度不变的时间为t＝ ，其v－t图象如图22－4所示． 第22讲 │ 要点探究 例2 汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10 m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动，求：①汽车所能达到的最大速度是多大？②当汽车的加速度为2 m/s2时，速度是多大？③当汽车的速度为6 m/s时，加速度是多大？ (2)若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究汽车在平直的公路上以恒定功率启动，设阻力恒定，则在图22－5中关于汽车运动过程中的加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是( )①汽车的加速度—时间图象可用图乙描述 ②汽车的速度—时间图象可用图甲描述 ③汽车的加速度—时间图象可用图丁描述④汽车的速度—时间图象可用图丙描述A.①② B．②③ C．③④ D．①④变式题第22讲 │ 要点探究► 探究点三 生活情景中功率的计算 第22讲 │ 要点探究 例3 跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量为50kg，他一分钟跳绳180次．假定在每次跳跃时，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时在上升阶段克服重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2) 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究[点评] 对于联系生产生活实际的问题，构建物理模型是解题的关键．跳绳过程的每一个周期可分为三个阶段分析：一是上升阶段，对应的物理模型是质点的竖直上抛运动；第二阶段是下落阶段，对应的物理模型是质点的自由落体运动；第三阶段是停留阶段．而上升和下降阶段互为逆运动，所用时间相等．
第22讲 │ 功率 第22讲 功率 第22讲 │ 编读互动1．高考中对功率的考查往往是和其他知识点结合进行命题，由于学生对功率的概念理解不到位，故经常出现错误，解决此类问题必须抓准物理实质，建立相关物理模型，尤其是汽车启动模型，应处理好机车以额定功率启动和以恒定牵引力启动过程中加速度、速度随时间变化的关系，特别是以恒定牵引力启动，开始一段时间内机车做匀加速直线运动，功率增大到额定功率时，牵引力减小，速度增加，最后机车将做匀速运动．在学习中，有必要对两种情况下对应的图象的区别和联系以及图象中各段的物理意义进行深入的理解．第22讲 │ 编读互动2．本讲要重点掌握瞬时功率及机车的两种启动模型的分析处理．(1)例1和变式题是对功率的一些基本算法的练习．(2)通过例2和变式题让学生掌握机车的两种启动问题的分析方法．(3)例3是用功率问题和生活实际的一些联系来构建物理模型解题的练习．第22讲 │ 考点整合快慢 Fvcosα 第22讲 │ 考点整合Fv ► 探究点一 平均功率与瞬时功率的求解 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究 A [解析] 由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确．由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误．根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误．由瞬时功率的计算式可得PA＝mgvcosθ，PB＝mgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PA＜PB，C选项错误．第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究变式题 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图22－2所示，力的方向保持不变，则( )A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t＝0到3t0这段时间内， 水平力的平均功率为D.在t＝0到3t0这段时间内， 水平力的平均功率为第22讲 │ 要点探究► 探究点二 机动车起动问题 第22讲 │ 要点探究 1.额定功率和实际功率 额定功率是指任意机械在正常条件下可以长时间工作而不损坏机械的最大输出功率，实际功率是指机械实际工作时的功率．一般情况下，实际功率可以小于或等于额定功率，而在特殊情况下在较短时间内实际功率可以超过额定功率，但应尽量避免．第22讲 │ 要点探究 对公式P＝Fv要注意以下几点： (1)此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P＝Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力． 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究 (4)当力F一定时，P∝v，即速度越大，功率越大．如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大． (5)汽车启动达到最大速度时一定做匀速直线运动，此时牵引力与阻力平衡． 公式P＝Fv中的F表示牵引力的大小，汽车的实际功率要小于或等于额定功率． 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究3.机车以恒定的加速度启动 由牛顿第二定律F－f＝ma知，当机车的加速度a保持不变时，发动机牵引力F恒定，再由P＝Fv知，F一定，发动机的实际输出功率P随v的增大而增大，直到输出功率达到额定功率P0.需要注意的是，当发动机的功率达到额定功率的瞬间，机车的加速度仍为a，此时的牵引力仍为F＝ma＋f，此后，机车的输出功率不再变化，所第22讲 │ 要点探究 以机车将做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度减为零，速度达到vm＝ 为止．所以机车以恒定的加速度a启动时，其匀加速能够达到的最大速度为vm′＝ ，保持加速度不变的时间为t＝ ，其v－t图象如图22－4所示． 第22讲 │ 要点探究 例2 汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10 m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动，求：①汽车所能达到的最大速度是多大？②当汽车的加速度为2 m/s2时，速度是多大？③当汽车的速度为6 m/s时，加速度是多大？ (2)若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究汽车在平直的公路上以恒定功率启动，设阻力恒定，则在图22－5中关于汽车运动过程中的加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是( )①汽车的加速度—时间图象可用图乙描述 ②汽车的速度—时间图象可用图甲描述 ③汽车的加速度—时间图象可用图丁描述④汽车的速度—时间图象可用图丙描述A.①② B．②③ C．③④ D．①④变式题第22讲 │ 要点探究► 探究点三 生活情景中功率的计算 第22讲 │ 要点探究 例3 跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量为50kg，他一分钟跳绳180次．假定在每次跳跃时，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时在上升阶段克服重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2) 第22讲 │ 要点探究第22讲 │ 要点探究[点评] 对于联系生产生活实际的问题，构建物理模型是解题的关键．跳绳过程的每一个周期可分为三个阶段分析：一是上升阶段，对应的物理模型是质点的竖直上抛运动；第二阶段是下落阶段，对应的物理模型是质点的自由落体运动；第三阶段是停留阶段．而上升和下降阶段互为逆运动，所用时间相等．
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