物理必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率说课课件ppt

这是一份物理必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率说课课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了解析答案，功率与速度，Fvcosα，总结提升，答案BD，P＝Fv的应用，答案10ms，答案C等内容，欢迎下载使用。
建筑工地上有三台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记录：
(1)三台起重机哪台做功最多？
答案　三台起重机分别做功3.2×104 J、4.8×104 J、3.2×104 J,所以B做功最多.
(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？
答案　B做功快,可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢.
对功率的理解1.功率的含义(1)定义：功W与完成这些功所用t的比值.(2)公式P＝____.单位： ,简称 ,符号 .(3)意义：功率是表示物体做功 的物理量.(4)普适性：此公式是功率的定义式,适用于任何情况下功率的计算.
2.额定功率和实际功率(1)额定功率：机械允许长时间 工作时的 功率.发动机铭牌上的功率指的就是额定功率.(2)实际功率：机械 工作时的输出功率.发动机的实际功率可以小于或等于额定功率,但不能长时间大于额定功率,否则会损坏机械.
关于功率,下列说法正确的是(　　)A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.力做功时间越长,力的功率一定越小C.力对物体做功越快,力的功率一定越大D.力对物体做功越多,力的功率就越大解析　功率是描述力对物体做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A错误,C正确；力对物体做功时间长,未必做功慢,B错误；力对物体做功多,未必做功快,D错误.
一个物体在恒力F及其它力作用下,以速度v做匀速直线运动.求：(1)在t时间内,力F对物体所做的功；
答案　在t时间内的位移l＝vt.力F在t时间内所做的功W＝Fl＝Fvt.
(2)在t时间内力F的功率；
功率与速度1.功率与速度的关系：(1)当F与v方向相同时,P＝ ；(2)当F与v夹角为α时,P＝ .2.平均功率和瞬时功率
(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的快慢,计算公式：P＝ ,其中v为瞬时速度；当F与v夹角为α时,P＝Fvcs α.
在平直公路上以一定速率(约为5 m/s)匀速行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍,则骑车人的功率是(车和人的总质量约为100 kg,g＝10 m/s2)(　　)A.0.1 kWB.1×103 kWC.1 kWD.10 kW解析　车速v＝5 m/s,骑车时的牵引力F＝Ff＝0.02×100×10 N＝20 N,所以功率P＝Fv＝20×5 W＝100 W,即0.1 kW,故A正确.
例1　一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103 kg的货物匀加速竖直吊起,在2 s末货物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2,不计额外功)求：(1)起重机在这2 s内的平均功率；(2)起重机在2 s末的瞬时功率.
一、平均功率与瞬时功率的计算
(2)起重机在2 s末的瞬时功率P＝Fv＝1.2×104×4 W＝4.8×104 W答案　(1)2.4×104 W　(2)4.8×104 W
求解功率时应该注意的问题首先要明确是求哪个力的功率,是某个力的功率,还是物体所受合力的功率.注意　(1)汽车的功率是指汽车牵引力的功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率.(2)其次弄清是求平均功率还是求瞬时功率
针对训练 1　 (多选)如图1所示,在光滑的水平面上放着一个质量为10 kg的木箱,拉力F与水平方向成60°角,F＝2 N.木箱从静止开始运动,则(　　)
A.4 s末拉力的瞬时功率为0.2 WB.4 s末拉力的瞬时功率为0.4 WC.移动3.2 m的过程中拉力的功率为0.8 WD.移动3.2 m的过程中拉力的功率为0.4 W
例2　在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW,质量为10 t,设阻力恒定,且为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求：(1)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,汽车的功率如何变化？这一过程能维持多长时间？
解析　汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中,a1不变,则牵引力F不变,由P＝Fv知,v变大,P也变大,当P＝P额时,此过程结束.F1＝Ff＋ma1＝(0.1×104×10＋104×0.5) N＝1.5×104 N
(2)若汽车以不变的额定功率从静止启动,汽车的加速度如何变化？当汽车的加速度为2 m/s2时,速度为多大？
(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小.
针对训练 2　汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系(　　)
1.关于功率,以下说法中正确的是(　　)
D.根据P＝Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成 反比
且该式求出来的是平均功率,所以C选项也错误；P＝Fv,当功率一定时,在一定阶段汽车的牵引力与速度成反比,但当牵引力等于阻力时,速度不变,牵引力也不再变化,所以D选项正确；还有一种情况,当牵引力一定时,速度增加,功率也增加,在这种情况下牵引力F是不变的,所以B选项错误.答案　D
2.质量为2 kg的物体做自由落体运动,经过2 s落地.取g＝10 m/s2.关于重力做功的功率,下列说法正确的是(　　)A.下落过程中重力的平均功率是400 WB.下落过程中重力的平均功率是100 WC.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 WD.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W
3.在水平路面上匀速行驶的汽车,从某时刻起,汽车受到的牵引力F牵、阻力Ff随时间t的变化规律如图4所示.汽车在t1到t2这段时间内运动时,其牵引力的功率P与时间t的变化关系图象如下图所示中的(　　)
解析　在t1～t2的时间段内,Ff＞F牵,且大小不变都为恒力,由牛顿第二运动定律可得,汽车在t1～t2这段时间内做匀减速直线运动,v＝v0－at,其牵引力的功率P＝F牵v＝F牵(v0－at),C正确.答案　C
4.汽车发动机的额定功率P＝60 kW,若其总质量为m＝5 t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为F＝5.0×103 N,则：(1)汽车保持恒定功率启动时：①求汽车所能达到的最大速度vmax.②当汽车加速度为2 m/s2时,速度是多大？③当汽车速度是6 m/s时,加速度是多大？(2)若汽车以a＝0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间？
解析　汽车在运动中所受的阻力大小为：F＝5.0×103 N.(1)汽车保持恒定功率启动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.①当a＝0时速度最大,所以,此时汽车的牵引力为F1＝F＝5.0×103 N,则汽车的最大速度为
②当汽车的加速度为2 m/s2时,牵引力为F2,由牛顿第二定律得：F2－F＝ma,F2＝F＋ma＝5.0×103 N＋5.0×103×2 N＝1.5×104 N,
(2)当汽车以恒定加速度a＝0.5 m/s2匀加速运动时,汽车的牵引力为F4,由牛顿第二定律得F4－F＝ma,F4＝F＋ma＝5.0×103 N＋5×103×0.5 N＝7.5×103 N.汽车匀加速运动时,其功率逐渐增大,当功率增大到等于额定功率时,匀加速运动结束,