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人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率授课ppt课件
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率授课ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了功率定义，瞬时功率，估算问题，机车启动，例题精析，国际单位瓦特W，比值定义法，PWt，平均功率，PFv等内容，欢迎下载使用。
物理中是如何定义功率的？
力对物体做的功W与所用时间t的比值叫功率。
1 kW=1000 W
4、含义： 描述力对物体做功的快慢。
注意：一定要注意公式的适用条件！
若v为一段时间的平均速度，则求出的 P 为平均功率；
W = F l csα
若v为某一时刻的瞬时速度，则求出的 P 为瞬时功率；
瞬时功率表示力在极短时间内对物体做功的快慢程度。一般情况下：
【例1】 如图所示，质量为 20 kg 的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成 α=37°、大小为 60 N 的力 F 拉着雪橇，沿水平地面从静止开始向右运动，以 a = 0.5 m/s2 的加速度做匀加速直线运动。已知雪橇的质量为 20 kg，cs 37°= 0.8 。求: （1）2 s 内雪橇上各力做的功。 （2）2 s 内拉力 F 做功的平均功率。
【解】（1）2s内雪橇的位移：x=at2/2=1m
重力做功为零，支持力做功为零
拉力F做功为：WF=Fx·csα=48 J
摩擦力f=Fcsα-(m+M)a=28 J
摩擦力f 做功为：Wf= -fx= -28 J
（2）2s内拉力F的平均功率为：P=WF/t=24 W
【例2】 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW ，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？
注意：汽车的P=Fv，其中 F 为牵引力，不是阻力，也不是合外力！
【解】汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F=f=1800 N
由于 P＝F v ，所以额定功率下的速度为：v=P / F=33.3 m/s=120 km/h
当汽车以速度 v = 54 km/h = 15 m/s 行驶时，有：
输出功率P＝F v =27kW
汽车上坡时必须使用低速档来减小速度，从而获得较大的牵引力。高速火车、汽车需要大功率发动机来提高速度，增大牵引力。
估算问题本质上是物理建模的过程，然后再根据功率的定义式进行求解。
某人在跳绳比赛中1min跳了120次，若每次起跳中有五分之四的时间腾空，已知其质量为60kg，则他在跳绳时克服重力做功的平均功率是多少？【240 W】
某同学跑步时，在1min内心脏跳动了80次，每次心跳输送1×10-4m3的血液，其血压平均值为2×104Pa，则心脏工作的平均功率为多少？【2.7 W】
P额：额定功率P实： 实际功率F： 牵引力v： 瞬时速度f： 阻力
加速度逐渐减小的变加速运动
对关键时刻和关键位置进行图像分析：
当P= P额时，功率不再变化
1. 汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: ①汽车所能达到的最大速度是多大？ ②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？ ③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
② v=5m/s时，F=P/v=12000N，根据牛顿第二定律得a=(F-f )/m=1.4m/s2；
③ 加速度 a=2m/s2时，牵引力F=ma+f=15000N，此时v=P/F=4m/s。
① 阻力 f=0.1×mg=5000N，速度最大时，F=f，此时速度v=P/F=12m/s；
2. 汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。 ①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ ②汽车所能达到的最大速度是多大？
② 汽车达到最大速度时，F=f=5000N，此时的速度为v=P/F=12m/s。
① 根据牛顿第二定律得:F=ma+f=7500N，v=P/F=8m/s，则汽车匀加速的时间为t=v/a=16s；
3. 一个起重机允许输出的最大功率为2.1×103W，把质量为100kg的物体从静止开始以0.5m/s2的加速度竖直吊起，不考虑空气阻力。求： ① 物体上升过程中的最大速度； ② 起重机在第2秒末的输出功率； ③ 物体做匀加速运动的时间。
① 速度最大时，F=mg=5000N，此时的速度为v=P/F=2.1m/s；
② 第2秒的速度v=1m/s，根据牛顿第二定律得F=ma+f=1050N，P=Fv=1050W；
③ 牵引力F=ma+f=1050N，匀加速的最大速度 v=P/F=2m/s，时间t=v/a=4s。
物理中是如何定义功率的？
力对物体做的功W与所用时间t的比值叫功率。
1 kW=1000 W
4、含义： 描述力对物体做功的快慢。
注意：一定要注意公式的适用条件！
若v为一段时间的平均速度，则求出的 P 为平均功率；
W = F l csα
若v为某一时刻的瞬时速度，则求出的 P 为瞬时功率；
瞬时功率表示力在极短时间内对物体做功的快慢程度。一般情况下：
【例1】 如图所示，质量为 20 kg 的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成 α=37°、大小为 60 N 的力 F 拉着雪橇，沿水平地面从静止开始向右运动，以 a = 0.5 m/s2 的加速度做匀加速直线运动。已知雪橇的质量为 20 kg，cs 37°= 0.8 。求: （1）2 s 内雪橇上各力做的功。 （2）2 s 内拉力 F 做功的平均功率。
【解】（1）2s内雪橇的位移：x=at2/2=1m
重力做功为零，支持力做功为零
拉力F做功为：WF=Fx·csα=48 J
摩擦力f=Fcsα-(m+M)a=28 J
摩擦力f 做功为：Wf= -fx= -28 J
（2）2s内拉力F的平均功率为：P=WF/t=24 W
【例2】 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW ，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？
注意：汽车的P=Fv，其中 F 为牵引力，不是阻力，也不是合外力！
【解】汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F=f=1800 N
由于 P＝F v ，所以额定功率下的速度为：v=P / F=33.3 m/s=120 km/h
当汽车以速度 v = 54 km/h = 15 m/s 行驶时，有：
输出功率P＝F v =27kW
汽车上坡时必须使用低速档来减小速度，从而获得较大的牵引力。高速火车、汽车需要大功率发动机来提高速度，增大牵引力。
估算问题本质上是物理建模的过程，然后再根据功率的定义式进行求解。
某人在跳绳比赛中1min跳了120次，若每次起跳中有五分之四的时间腾空，已知其质量为60kg，则他在跳绳时克服重力做功的平均功率是多少？【240 W】
某同学跑步时，在1min内心脏跳动了80次，每次心跳输送1×10-4m3的血液，其血压平均值为2×104Pa，则心脏工作的平均功率为多少？【2.7 W】
P额：额定功率P实： 实际功率F： 牵引力v： 瞬时速度f： 阻力
加速度逐渐减小的变加速运动
对关键时刻和关键位置进行图像分析：
当P= P额时，功率不再变化
1. 汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: ①汽车所能达到的最大速度是多大？ ②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？ ③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
② v=5m/s时，F=P/v=12000N，根据牛顿第二定律得a=(F-f )/m=1.4m/s2；
③ 加速度 a=2m/s2时，牵引力F=ma+f=15000N，此时v=P/F=4m/s。
① 阻力 f=0.1×mg=5000N，速度最大时，F=f，此时速度v=P/F=12m/s；
2. 汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。 ①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ ②汽车所能达到的最大速度是多大？
② 汽车达到最大速度时，F=f=5000N，此时的速度为v=P/F=12m/s。
① 根据牛顿第二定律得:F=ma+f=7500N，v=P/F=8m/s，则汽车匀加速的时间为t=v/a=16s；
3. 一个起重机允许输出的最大功率为2.1×103W，把质量为100kg的物体从静止开始以0.5m/s2的加速度竖直吊起，不考虑空气阻力。求： ① 物体上升过程中的最大速度； ② 起重机在第2秒末的输出功率； ③ 物体做匀加速运动的时间。
① 速度最大时，F=mg=5000N，此时的速度为v=P/F=2.1m/s；
② 第2秒的速度v=1m/s，根据牛顿第二定律得F=ma+f=1050N，P=Fv=1050W；
③ 牵引力F=ma+f=1050N，匀加速的最大速度 v=P/F=2m/s，时间t=v/a=4s。
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