物理必修 第二册第2节 功率课堂教学课件ppt

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1.关系式:P=Fv(F与v方向相同)。2.推导:3.应用:由功率与力、速度的关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功 率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度。
1.功率大表示做功快,做的功一定多。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
✕ 提示　做功快,做的功不一定多。
2.功率小的机器做功慢。 (　    )3.速度大的运动物体功率一定大。 (　    )
✕ 提示　由P=Fv知,速度大的运动物体功率不一定大,还与F有关。
4.由公式P= 知,做功越多,功率越大。 (　    )
✕ 提示　做功越快,功率越大。
5.做相同的功,用时短的做功较快。 (　    )6.机械发动机铭牌上的功率是指额定功率。 (　    )7.机车发动机的功率是指牵引力的功率。 (　    )
讲解分析1.对公式P=Fv的理解(1)同时性:P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用P=Fv时,三者一定对应 同一时刻。(2)同体性:P、F、v是对应于同一物体的三个物理量,对不在同一物体上的三者关系的讨论 毫无意义。(3)同向性:P=Fv应用时F与v同向,若F的方向与v的方向成α角,则P=Fv cs α。
2.公式P=  与P=Fv的对比
情境探究　　随着人民生活水平的提高,越来越多的汽车进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利, 促进了社会发展。汽车在不同的道路上一般有不同的适用速度。
问题1　为什么汽车在水平路面上行驶时速度可以很大,而汽车爬坡时,常常换用低速挡?
提示    由汽车发动机的功率P=Fv可知,功率一定时,汽车爬坡时换用低速挡可以获得更大的 牵引力。
问题2　用公式P=Fv研究汽车启动问题时,F是什么力?
提示    F是汽车的牵引力。
问题3　以恒定功率启动时,汽车的加速度变化吗?汽车做什么运动?
提示    汽车以恒定功率启动时,根据P=Fv,v增大,可知F减小,加速度减小,故加速度变化,汽车 做变加速运动。
问题4　汽车匀加速启动的过程能否一直持续下去?
提示    不能。汽车匀加速启动,F不变,v增大,P增大。当P=P额时,匀加速过程结束。
讲解分析汽车的两种启动方式汽车由静止启动,运动情况有两种:①以恒定的功率启动;②以恒定的加速度启动。在相同的条件(水平路面、阻力F阻恒定)下, 两种启动方式的过程分析如下:
典例　在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW,若其总质量为5 t,在水平路面上所受的 阻力为5×103 N。(1)求汽车所能达到的最大速度【1】。(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动【2】,则这一过程能维持多长时间?(3)若汽车以额定功率启动【3】,则汽车车速v'=2 m/s时其加速度为多大?
信息提取    【1】汽车达到最大速度时,其功率为额定功率,所受合外力为零,F=Ff,有vmax= = 。【2】汽车以恒定加速度启动,牵引力和阻力恒定,随着速度增大,汽车的实际功率增大,直到 等于额定功率。【3】汽车以额定功率启动,速度增大,牵引力减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,直到 牵引力等于阻力。
思路点拨    (1)汽车的最大速度vmax的求法:汽车做匀速运动时速度最大,此时牵引力F大小等 于阻力Ff大小,故vmax= = 。(2)汽车匀加速启动时,做匀加速运动的时间t的求法:牵引力F=ma+Ff,匀加速运动的最大速度 v'max= ,时间t= 。(3)汽车以额定功率启动,当达到某一速度时,利用P额=Fv求出牵引力,再利用牛顿第二定律求 汽车的加速度。
解析    (1)当汽车的速度达到最大时,其功率等于额定功率,牵引力F=Ff由P=Fv得汽车所能达到的最大速度vmax= =  m/s=12 m/s(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动,设能够达到的最大速度为v,则有 -Ff=ma得v= =  m/s=8 m/s由v=at得这一过程维持的时间t= =  s=16 s(3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时,牵引力
F'= =  N=3×104 N由牛顿第二定律得汽车的加速度a'= =  m/s2=5 m/s2
答案    (1)12 m/s    (2)16 s    (3)5 m/s2