自信的人生从探究问题开始第5章机械能及其守恒定律第3节 功率学习目标l（一）知识与技能（一）知识与技能 1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。 2、 和 ，的运用过程与方法过程与方法1、通常指平均功率， 为瞬时功率2、 ，分析汽车的启动，注意知识的迁移情感、态度与价值观情感、态度与价值观感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观 学习重点 理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率 学习难点 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。问题交流1：怎样描述做功的快慢呢？ 1 1、一台甲起重机在一台甲起重机在 1min 1min 内把内把1 1吨的货物匀速提高了吨的货物匀速提高了10m10m。另一台起重机乙在另一台起重机乙在 30s 30s 内把内把1 1吨的货物匀速提高了吨的货物匀速提高了10m10m。 两台超重机谁做的功多？两台超重机谁做的功多？ 两台起重机谁做功更快？两台起重机谁做功更快？ 你是用什么方法比较它们做功快慢的？你是用什么方法比较它们做功快慢的？2 2、一台乙起重机在一台乙起重机在 30s 30s 内把内把1 1吨的货物匀速提高了吨的货物匀速提高了10m10m。另一台起重机丙在另一台起重机丙在 30s 30s 内把内把1 1吨的货物匀速提高了吨的货物匀速提高了5m5m。 两台超重机谁做功多？两台超重机谁做功多？ 两台起重机谁做功更快？两台起重机谁做功更快？ 你是用什么方法比较它们做功快慢的？你是用什么方法比较它们做功快慢的？ 问题交流2：l力力F F1 1对甲物体做功为对甲物体做功为W W1 1，所用时间为，所用时间为t t1 1；力；力F F2 2对对乙物体做功为乙物体做功为W W2 2，所用时间为，所用时间为t t2 2，在下列条件下，在下列条件下，哪个力做功快？哪个力做功快？lA AW W1 1=W=W2 2，t t1 1t t2 2 B BW W1 1=W=W2 2，t t1 1t t2 2lC CW W1 1W W2 2，t t1 1=t=t2 2 D DW W1 1W W2 2，t t1 1=t=t2 2小结小结 ： 做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功。内完成的功。1.1.物理意义物理意义: :2.2.定义定义: :3.3.公式：公式：4.4.单位：单位：5.5.换算关系换算关系:1KW=1000W 1MW=1000KW 1W=1J/S:1KW=1000W 1MW=1000KW 1W=1J/S功率功率功功t t时间时间第第3 3节节 功率功率 6 6、平均功率和、平均功率和瞬时功率瞬时功率 当当t0t0时，即时，即表示瞬时功率表示瞬时功率 还有哪些学过的还有哪些学过的物理量也是用比物理量也是用比值法定义的？值法定义的？功率是表示物体做功快慢的物理量功率是表示物体做功快慢的物理量. .功跟完成这些功所用时间的比值，叫功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率做功率. .或单位时间内所做的功叫功率或单位时间内所做的功叫功率国际单位：瓦，符号：国际单位：瓦，符号：W常用单位：千瓦常用单位：千瓦(KW)(KW)，兆瓦，兆瓦(MW)(MW)一、功率：一、功率：姓姓名名: :詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特 国国籍籍: :英国英国出生年代出生年代: :17361736成就：成就：蒸汽机蒸汽机 在在瓦特瓦特之前，已经有之前，已经有纽科门纽科门发明的发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了了1010年时间，研制出精巧实用的新型蒸年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。瓦特瓦特 James WattJames Watt17361736-181918191 1瓦表示的含义？瓦表示的含义？l表示在表示在1 1秒钟时间内对物体做了秒钟时间内对物体做了1 1焦耳的功焦耳的功l从能量转化角度看，在从能量转化角度看，在1 1秒钟时间内消耗了秒钟时间内消耗了1 1焦耳焦耳的某种形式的能，同时产生了的某种形式的能，同时产生了1 1焦耳的另一种形焦耳的另一种形式的能。式的能。功率功率70W70W表示什么意思？表示什么意思？ 功率功率70W70W表示机械在表示机械在1s1s内做了内做了70J70J的功的功功率功率70W70W和和450W450W功率哪个大？做功哪个功率哪个大？做功哪个快？为什么？快？为什么？450W450W比比70W70W功率大，做功快功率大，做功快450W450W450J/s450J/s，70W70W70J/s70J/s练习二、额定功率和实际功率 l阅读教材阅读教材7 7页页“额定功率和实际功率额定功率和实际功率”一段一段 ，回答你，回答你对对“额定功率和实际功率额定功率和实际功率”是怎样理解的？是怎样理解的？l（1 1）额定功率：）额定功率：l 指机器正常条件下可以长时间工作的最大输出指机器正常条件下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。功率，也就是机器铭牌上的标称值。l（2 2）实际功率：）实际功率：l 指机器工作中实际输出的功率指机器工作中实际输出的功率。l(3)(3) 实际功率总是实际功率总是_额定功率。额定功率。l 实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。l(4)(4)机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率不是合外力或阻力的功率 。l起重机调起货物的功率就是钢绳拉力的功率。起重机调起货物的功率就是钢绳拉力的功率。小于或等于小于或等于 下下面面是是一一台台饮饮水水机机的的铭铭牌牌，从从铭铭牌牌你你能能知知道道一一些些什什么？么？ 机型机型YR4YR4型饮水机型饮水机额定电压额定电压额定输入功率额定输入功率制热水能力制热水能力频率频率耗电量耗电量使用环境温度使用环境温度220V220V500W500W90C90C，4L/h4L/h50Hz50Hz1.2kwh/d1.2kwh/d10-38c10-38c通电一小时这台通电一小时这台机器机器做了多少功做了多少功? ?议一议：议一议：功率的计算l起重机将质量为起重机将质量为750750千克的货物，在千克的货物，在0.50.5分分钟内匀速吊起钟内匀速吊起6 6米高，起重机的功率有多米高，起重机的功率有多大？大？(g(g取取1010牛牛/ /千克）千克）l解：解：G=mg=750G=mg=750千克千克1010牛牛/ /千克千克=7.510=7.5103 3牛牛起重机对货物做的功：起重机对货物做的功：W=Gh= 7.510W=Gh= 7.5103 3牛牛66米米=4.510=4.5104 4焦焦起重机的功率：起重机的功率：P=W/t=4.510P=W/t=4.5104 4焦焦3030秒秒=1.510=1.5103 3瓦瓦 山娃家住农村，爷爷想买一台离心式水泵，山娃家住农村，爷爷想买一台离心式水泵，把水抽到高出水面把水抽到高出水面30m30m处容积是处容积是50m50m3 3的储水池中，的储水池中，要求要求1h1h能把储水池充满即可。爷爷让山娃算一算能把储水池充满即可。爷爷让山娃算一算需要购买功率至少是多少需要购买功率至少是多少kWkW的水泵？可是山娃刚的水泵？可是山娃刚上初一，你能帮帮他吗？（上初一，你能帮帮他吗？（g=10N/kg)g=10N/kg)帮帮忙帮帮忙三、功率与速度的关系：三、功率与速度的关系：因为因为三、功率与速度的关系：三、功率与速度的关系：l功率的一般计算公式功率的一般计算公式 P = FvcosP = Fvcosl在作用力方向与运动方向一致时在作用力方向与运动方向一致时 P = FvP = Fv l 若若v v表示平均速度，则表示平均速度，则P P表示平均功率表示平均功率l 若若v v表示瞬时速度，则表示瞬时速度，则P P表示瞬时功率表示瞬时功率 思考与讨论思考与讨论1 1、当当P P一定时，一定时，F F和和v v有什么关系？有什么关系？ F F与与v v成反比成反比2 2、当、当F F一定时，一定时，P P和和v v有什么关系？有什么关系？ P P与与v v成正比成正比3 3、当、当v v一定时，一定时，F F和和P P有什么关系？有什么关系？ F F与与P P成正比成正比例题：例题： 某型号汽车的发动机的额定功率为某型号汽车的发动机的额定功率为60KW60KW，在水平路面上行驶时受到的阻力为在水平路面上行驶时受到的阻力为1800N1800N， 求求1)1)汽车在额定功率下汽车匀速行驶的速度。汽车在额定功率下汽车匀速行驶的速度。 2)2)在同样的阻力作用下，如果行驶的速度在同样的阻力作用下，如果行驶的速度只有只有54Km/s,54Km/s,发动机的实际功率是多少？发动机的实际功率是多少？解：解：由由P = =Fv 得得匀速行使时匀速行使时, 汽车的牵引力汽车的牵引力F = =F阻阻= = 1800NFP v = =180060000= m/s=33.3m/s=120km/hv=54km/h=15m/s以较低的速度行使时以较低的速度行使时, P =Fv =180015W=27kWl注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率FfFGN功率是表示物体做功快慢的物理量功率是表示物体做功快慢的物理量. .单位时间内所做的功叫做功率单位时间内所做的功叫做功率. .3.3.功率的表达式：功率功率的表达式：功率 4.4.定义式：定义式：5.5.单位：单位：1.1.物理意义物理意义: :2.2.定义定义: :计算式：计算式：P=Fvcos6、平均功率和瞬时功率、平均功率和瞬时功率额定功率和实际功率额定功率和实际功率说一说：说一说： 下图为同学们参加社会实践活动时下图为同学们参加社会实践活动时义务劳动的场景。甲、乙两位同学分别将一百义务劳动的场景。甲、乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？块做的功多？谁做的功快？如何表示做功的快慢？试一试：试一试：质量质量m=3kgm=3kg的物体，在水平力的物体，在水平力F=6F=6的作的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间间t=3st=3s，求：，求：（1 1）力）力F F在在t=3st=3s内对物体所做的功。内对物体所做的功。 （2 2）力）力F F在在t=3st=3s内对物体所做功的平均功率。内对物体所做功的平均功率。（3 3）在）在3s3s末力末力F F对物体做功的瞬时功率。对物体做功的瞬时功率。l解析：物体在水平力解析：物体在水平力F F的作用下，在光滑水平的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度牛顿第二定律，可求出加速度a a=F/m=2 m/s=F/m=2 m/s2 2，则：则：l物体在物体在3 s3 s末的速度末的速度v v= =atat=6=6/s/s物体在物体在3s3s内内的位移的位移s s= =atat2 2/2/2=9 m=9 ml（1 1）力）力F F做的功做的功W W= =FsFs=69 J=54 J=69 J=54 Jl（2 2）力）力F F在在3 s3 s内的平均功率内的平均功率P P=W/t=18 W=W/t=18 W（或（或W=18 W W=18 W ）l（3 3）3 s3 s末力末力F F的瞬时功率的瞬时功率P P= =FvFv=66 W=36 W =66 W=36 W 一质量为一质量为m m6kg6kg的物体从高的物体从高h=10mh=10m的斜坡以的斜坡以5m/s5m/s的速度匀速下滑，斜面倾角为的速度匀速下滑，斜面倾角为3030。求重力。求重力对物体做功的功率和物体到达底端时重力的瞬时对物体做功的功率和物体到达底端时重力的瞬时功率。功率。10m30GFfFN试一试：试一试：第第3 3节节 功率功率第第2 2课时：汽车起动的两种方式课时：汽车起动的两种方式预习作业：汽车等交通工具在启动和行驶过程预习作业：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释四、四、 机车的两种起动方式：机车的两种起动方式：1 1、机车以定功率起动、机车以定功率起动：（：（P P一定）一定）启动启动V VF=P/VF=P/V牵引力牵引力F Fa=(F-f)/ma=(F-f)/m加速度加速度a a当当F=fF=f时时,a=0,a=0,速度达到最大速度达到最大2 2、机车以定牵引力起动：（匀加速起动）、机车以定牵引力起动：（匀加速起动）加速度加速度a a一定一定v=atv=at速度速度功率功率P=FVP=FVP=PP=P额额FfFf匀加速起动结束匀加速起动结束例例1 1：汽车发动机的额定功率为：汽车发动机的额定功率为60kW60kW，汽车质量为，汽车质量为5t5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.10.1倍，倍，g g取取1010/s/s2 2，问：，问： 汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少度是多少? ? 若汽车保持若汽车保持0.50.5/s/s2 2的加速度做匀加速运动，这的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间一过程能维持多长时间? ? 例例2 2、某汽车发动机的额定功率为、某汽车发动机的额定功率为6106104 4W W，在水，在水平路面上行驶时受到的阻力是平路面上行驶时受到的阻力是1500N1500N，求发动机，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在额定功率下汽车匀速行驶的速度。 在同样阻力下，若匀速行驶的速度只有在同样阻力下，若匀速行驶的速度只有20m/s,20m/s,发动机输出的实际功率是多少？发动机输出的实际功率是多少？FFf例例3 3：额定功率为：额定功率为80kw80kw的汽车最大速率可达的汽车最大速率可达20m/s20m/s，汽车质量为，汽车质量为2t2t，若以，若以2m/s2m/s2 2恒定加速度启动，恒定加速度启动，求：求：汽车受阻力汽车受阻力 3s 3s末汽车的瞬时功率末汽车的瞬时功率 汽车做匀加速运动的时间汽车做匀加速运动的时间例4：某个人的心脏每跳一次大约输送810-5m3的血液，正常人的血压(可看做心脏压送血液的压强)的平均值约为15104Pa，心跳每分钟70次，据此估测心脏工作时的平均功率为多少?练习：跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量为50kg，他lmin跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地接触时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?答案：1.4W答案：75W例例5 5：一辆汽车在一段水平直公路上加速行驶，：一辆汽车在一段水平直公路上加速行驶，行驶中发动机的输出功率保持不变，设汽车行驶中发动机的输出功率保持不变，设汽车所受阻力恒定不变当车速为所受阻力恒定不变当车速为v v时，加速度为时，加速度为a a，当车速为，当车速为2v2v时，加速度为，求汽车所能达时，加速度为，求汽车所能达到的最大速度到的最大速度答案：3V例6、一个小孩站在船头，按图所示的两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t（船未碰撞）小孩所做的功W1、W2及在时刻t小孩拉绳的瞬时功率P1、P2的关系为（）A.W1W2，P1=P2B.W1=W2，P1=P2C.W1W2，P1P2D.W1W2，P1=P2答案：C例例7 7、一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保、一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保持发动机的功率不变，它能以持发动机的功率不变，它能以v v1 1的速度匀速上坡，的速度匀速上坡，能以能以v v2 2的速度匀速下坡的速度匀速下坡. .则它在相同粗糙程度的则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的速度为（）水平路面上匀速运动的速度为（）答案：答案：C C 例例8 8、( (提高题提高题) )质量为质量为M M、长为、长为L L的长木板，放的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为量为m m的小物块，如图的小物块，如图8 81 1所示现在长木板所示现在长木板右端加一水平恒力右端加一水平恒力F F，使长木板从小物块底下，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为抽出，小物块与长木板摩擦因数为，求把长，求把长木板抽出来所做的功木板抽出来所做的功谢 谢!