第1页/共28页第一页，共29页。1理解功率的概念，知道额定功率和瞬时功率理解功率的概念，知道额定功率和瞬时功率2理解功率与力、速度之间的关系，并能运用它分析解理解功率与力、速度之间的关系，并能运用它分析解决简单的机车起动问题决简单的机车起动问题3增强理论联系实际的意识增强理论联系实际的意识(y sh)，能运用功率解决一，能运用功率解决一些与生产、生活相关的实际问题些与生产、生活相关的实际问题第2页/共28页第二页，共29页。一、功率的含义一、功率的含义定义：如果从开始计时到时刻定义：如果从开始计时到时刻t这段时间间隔内，一个这段时间间隔内，一个力所做的功为力所做的功为W，则功，则功W跟完成这些功所用时间跟完成这些功所用时间t的的_叫做功率，用叫做功率，用_表示功率表示功率单位单位(dnwi)：在国际单位：在国际单位(dnwi)制中，功率的单制中，功率的单位位(dnwi)是是_，简称，简称_，符号是，符号是_，且，且1 W1 _功率是功率是_，只有大小，没有方向其运算法则遵循，只有大小，没有方向其运算法则遵循_物理意义：功率是表示做功物理意义：功率是表示做功_的物理量，即表示做的物理量，即表示做功过程中功过程中_的快慢的快慢比值(bzh)P瓦特(wt)瓦WJ/s标量代数和运算快慢能量转化第3页/共28页第三页，共29页。思考力对物体做功思考力对物体做功(zugng)(zugng)多，功率一定大吗？多，功率一定大吗？提示功率表示做功提示功率表示做功(zugng)(zugng)的快慢，做功的快慢，做功(zugng)(zugng)多不一定做功多不一定做功(zugng)(zugng)快，所以功率不一快，所以功率不一定大定大第4页/共28页第四页，共29页。二、功率与力、速度的关系二、功率与力、速度的关系可见，一个力对物体可见，一个力对物体(wt)做功的功率，等于这个做功的功率，等于这个_与受力物体与受力物体(wt)_的乘积的乘积讨讨_论：论：(1)当牵引力当牵引力F一定时，功率一定时，功率P和速度和速度v成成(2)当速度当速度v一定时，牵引力一定时，牵引力F和功率和功率P成成_(3)当输出功率当输出功率P一定时，牵引力一定时，牵引力F和速度和速度v成成_FsFv力运动(yndng)速度正比(zhngb)正比反比第5页/共28页第五页，共29页。平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率平均值平均速度(pn jn s d)相等(xingdng)额定功率与实际功率(1)额定功率：每一种机械都有一个(y )长时间工作的最大允许功率，这个功率叫做机械的_(2)实际功率：每一种机械工作时实际输出的功率即为_额定功率实际功率第6页/共28页第六页，共29页。思考思考(sko)(sko)机车行驶时，采取什么措施可增大牵引力机车行驶时，采取什么措施可增大牵引力？第7页/共28页第七页，共29页。一、平均功率和瞬时功率的区别一、平均功率和瞬时功率的区别(qbi)与联系与联系第8页/共28页第八页，共29页。第9页/共28页第九页，共29页。二、对公式二、对公式(gngsh)PFv和和PFvcos 的理解的理解对公式对公式(gngsh)PFv的理解的理解第10页/共28页第十页，共29页。对公式(gngsh)PFvcos 的理解物理量物理量应用说明应用说明力力F力力F是研究对象所受的外力，是恒力；是研究对象所受的外力，是恒力；F可以是可以是某一个力，也可以是几个力的合力某一个力，也可以是几个力的合力速度速度v通常情况下，速度通常情况下，速度v是一瞬时值，但物体的速度是一瞬时值，但物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的可能是恒定的，也可能是变化的夹角夹角角角是是F、v两个矢量正方向间的夹角，式中两个矢量正方向间的夹角，式中cos 的作用是将的作用是将F、v统一到一条直线上统一到一条直线上功率功率P所有的功率所有的功率P都是对力而言的，因此，要注意弄都是对力而言的，因此，要注意弄清所求的是某一个力的功率还是合外力的功率清所求的是某一个力的功率还是合外力的功率第11页/共28页第十一页，共29页。三、机车的起动问题三、机车的起动问题对机车等交通工具类问题，应明确对机车等交通工具类问题，应明确PFv中，中，P为发动为发动机的实际功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于机的实际功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率；其额定功率；F为机车为机车(发动机发动机)的牵引力；的牵引力；v为机车的为机车的瞬时速度瞬时速度(shn sh s d)机车的两种起动模式如下：机车的两种起动模式如下：(其中：其中：表示减小，表示减小，表示增大表示增大)(1)机车以恒定功率起动的运动过程机车以恒定功率起动的运动过程第12页/共28页第十二页，共29页。这一起动过程的这一起动过程的vt关系关系(gun x)图象如图图象如图131所示所示 图131在加速过程中，加速度是逐渐减小的，如果知道(zh do)某时刻的速度，就可求得此时刻的加速度第13页/共28页第十三页，共29页。(2)机车机车(jch)以恒定加速度起动的运动过程以恒定加速度起动的运动过程第14页/共28页第十四页，共29页。这一起这一起(yq)动过程的动过程的vt关系图象如图关系图象如图132所示所示图132第15页/共28页第十五页，共29页。 教材资料教材资料(zlio)(zlio)分析分析讨论与交流讨论与交流把一枚硬币放在书的封面上，把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑并使硬币开始下滑( (如图如图1 13 33 3所示所示) )仔细分析一下，在仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个下滑的过程中硬币共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力没有做些力做负功？哪些力没有做图133功？如果使斜面的倾角增大，情况(qngkung)会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？第16页/共28页第十六页，共29页。点拨硬币下滑过程中受到重力、斜面的支持力和摩点拨硬币下滑过程中受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，其中重力做正功，摩擦力做负功，支持力擦力作用，其中重力做正功，摩擦力做负功，支持力不做功若使斜面倾角增大，硬币滑到底端的速度变不做功若使斜面倾角增大，硬币滑到底端的速度变大，重力做功的功率大，重力做功的功率(gngl)P1(gngl)P1mgsin vmgsin v会变会变大，阻力做负功，其功率大，阻力做负功，其功率(gngl)P2(gngl)P2fvfv，当倾，当倾角增大到角增大到9090时，阻力减小到零，此时阻力功率时，阻力减小到零，此时阻力功率(gngl)(gngl)为零，故阻力的功率为零，故阻力的功率(gngl)(gngl)先增大后减小先增大后减小第17页/共28页第十七页，共29页。讨论与交流讨论与交流(jioli)在本节中，功率与力、速度的关系式在本节中，功率与力、速度的关系式PFv是在力的是在力的方向与速度的方向一致的情况下得出的想想看，如方向与速度的方向一致的情况下得出的想想看，如果力与速度的方向不一致，而是成任意一个角度果力与速度的方向不一致，而是成任意一个角度时，时，功率与力、速度之间又会是怎样的关系呢？功率与力、速度之间又会是怎样的关系呢？谈谈你的看法，并与其他同学讨论交流谈谈你的看法，并与其他同学讨论交流(jioli)第18页/共28页第十八页，共29页。功率的理解功率的理解(lji)(lji)与计算与计算【典例【典例1】 起重机在起重机在10 s内将内将4 t重的货物向上吊起重的货物向上吊起15 m高高(1)如果货物是匀速上升，求起重机对货物做功的功率；如果货物是匀速上升，求起重机对货物做功的功率；(2)如果货物是从静止开始匀加速如果货物是从静止开始匀加速(ji s)上升，求起重上升，求起重机对货物做功的平均功率以及该起重机的额定功率的机对货物做功的平均功率以及该起重机的额定功率的最小值最小值(取取g10 m/s2)第19页/共28页第十九页，共29页。第20页/共28页第二十页，共29页。答案答案(1)6104 W(1)6104 W(2)6.18104 W(2)6.18104 W1.236105 1.236105 W W借题发挥对于功率的计算，首先必须注意区分借题发挥对于功率的计算，首先必须注意区分(qfn)(qfn)瞬时功率和平均功率，另外还要注意额定功瞬时功率和平均功率，另外还要注意额定功率就是正常工作时的最大功率率就是正常工作时的最大功率第21页/共28页第二十一页，共29页。【变式【变式1】 某市计划每日供水某市计划每日供水180万吨，在市郊建了一个水万吨，在市郊建了一个水塔，为了将水送入水塔，需将水渠塔，为了将水送入水塔，需将水渠(shu q)中的水提高中的水提高30 m，设每根水管水泵的功率为，设每根水管水泵的功率为100 kW，且水泵昼夜，且水泵昼夜不停地工作，如不计机械能的损耗，至少要安装多少根不停地工作，如不计机械能的损耗，至少要安装多少根输水管？每根水管中每秒流过的水量为多少吨？输水管？每根水管中每秒流过的水量为多少吨？(取取g10 m/s2) 第22页/共28页第二十二页，共29页。解析将解析将180180万吨水提高万吨水提高30 m30 m需做的功需做的功W Wmghmgh1801041031030 J1801041031030 J5.41011J5.41011J，每台水泵每昼夜所做的功每台水泵每昼夜所做的功W0W0PtPt100102243 100102243 600 J600 J8.64109J8.64109J，因此需要，因此需要(xyo)(xyo)安装输水管的根安装输水管的根数数答案(d n)63根0.33 t第23页/共28页第二十三页，共29页。【典例【典例2】 额定功率为额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶时，的汽车在平直公路上行驶时，其最大速度可达其最大速度可达20 m/s，汽车的质量为，汽车的质量为2 t如果汽车如果汽车从静止从静止(jngzh)开始做匀加速运动，设运动中阻力不开始做匀加速运动，设运动中阻力不变，加速度为变，加速度为2 m/s2，求：，求：(1)汽车所受的阻力；汽车所受的阻力；(2)第第3 s末汽车的瞬时功率末汽车的瞬时功率机车机车(jch)(jch)的起动问题的起动问题第24页/共28页第二十四页，共29页。答案答案(d n)(d n)(1)4103 N(1)4103 N(2)48 kW(2)48 kW第25页/共28页第二十五页，共29页。借题发挥机车起动过程的分析步骤借题发挥机车起动过程的分析步骤(1)(1)正确分析其物理正确分析其物理(wl)(wl)过程，明确是哪种起动方过程，明确是哪种起动方式式(2)(2)抓住两个基本公式：抓住两个基本公式：功率公式功率公式P PFv(PFv(P是机车的是机车的实际功率，实际功率，F F是机车的牵引力，是机车的牵引力，v v是机车的速度是机车的速度) )；牛顿第二定律，即牛顿第二定律，即F Ff fma.ma.(3)(3)正确分析各个物理正确分析各个物理(wl)(wl)量在各个过程中的变化量在各个过程中的变化情况情况第26页/共28页第二十六页，共29页。【变式【变式2 2】 质量质量(zhling)(zhling)为为m m的汽车以恒定的功率的汽车以恒定的功率P P在在平直的公路上行驶，汽车匀速运动的速度为平直的公路上行驶，汽车匀速运动的速度为v1v1，则当，则当汽车的速度为汽车的速度为v2v2时时(v1(v1v2)v2)，汽车的加速度为多少？，汽车的加速度为多少？解析汽车以恒定的功率解析汽车以恒定的功率P P在平直的公路上运动时，由在平直的公路上运动时，由于速度逐渐增加，牵引力减小，汽车做加速度逐渐减于速度逐渐增加，牵引力减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度为零，速度恒定，设匀速小的加速运动，直到加速度为零，速度恒定，设匀速运动的牵引力为运动的牵引力为F F，阻力为，阻力为f f，则，则第27页/共28页第二十七页，共29页。感谢您的观赏(gunshng)第28页/共28页第二十八页，共29页。内容(nirng)总结第1页/共28页。1理解功率的概念，知道(zh do)额定功率和瞬时功率。第2页/共28页。第3页/共28页。二、功率与力、速度的关系。倾角增大时，功率是否也增大。(1)如果货物是匀速上升，求起重机对货物做功的功率。答案63根0.33 t。第27页/共28页。感谢您的观赏第二十九页，共29页。