高考总复习高考总复习物理物理第一单元第一单元 功和功率功和功率第第2课时课时功率功率 必修2 第六章机械能和能源高考总复习高考总复习物理物理高考总复习高考总复习物理物理基础回顾基础回顾考点一 功率 1功率的定义式：P_.2功率的物理意义：功率是描述_的物理量3平均功率和瞬时功率(1)平均功率：P 或PFcos (为物体对地的平均速度，F必须为恒力，为F与v的夹角)(2)瞬时功率：P_(v为物体对地的瞬时速度，为F与v的夹角)高考总复习高考总复习物理物理4功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦(W)1瓦_，即1 W_.5额定功率与实际功率常见动力机器均标明额定功率(铭牌上标明)，通常是指动力机器正常工作时的_输出功率在正常情况下，机器的输出功率_或等于额定功率，这样的功率称为实际功率若输出功率大于机器的额定功率，则容易_高考总复习高考总复习物理物理答案：1.2做功快慢3(2)Fvcos 41焦耳/秒1牛顿米/秒1 J/s1 Nm/s5最大小于损坏电器高考总复习高考总复习物理物理要点深化要点深化1功率的理解由P 可知，功率的大小只与“比值”有直接联系，与做功的多少和时间长短无直接联系比较功率的大小，要比较功与完成这些功所用的时间之“比值”，“比值”大，功率就大，做功就快；“比值”小，功率就小，做功就慢力做功的功率是描述力做功的一个状态；做功的多少是一个过程，所以也不能说功率大，做功就多；力做功多少是做功力在做功过程中的一个积累，随着做功时间越长，这个力做功就越多，WPt，其中t就是一个积累的意思，即P在时间t 上的积累是力做功的多少 2瞬时功率PFvcos 的理解(1)计算瞬时功率时，如果力F恒定，速度增大时，瞬时功率增大，如果瞬时功率不变，速度增大时，力F减小；(2)当0时，PFv；当90时，P0.故瞬时功率与力和速度的夹角也有关 高考总复习高考总复习物理物理基础回顾基础回顾发动机的功率即是牵引力的功率，P_，在功率一定的条件下，发动机的牵引力F跟_成反比答案：Fv速度v1机车以恒定功率启动的过程(1)机车以恒定功率启动的过程图如下：考点二 机车的两种启动方式高考总复习高考总复习物理物理(2)整个过程物理量的变化情况分析：机车的启动只有一个过程，在此过程中，机车不断加速，因为开始时机车已经达到最大功率P，所以在速度不断增大的时候，由PFv知，牵引力F会不断减小，由a知，加速度a也不断减小，但因为加速度的方向和速度的方向相同，所以无论加速度a怎样小，速度v也是增加的直到速度达到最大，之后机车做匀速运动启动过程结束的标志就是“速度不变”(3)整个过程物理量的变化情况用如下的v t图象表示：高考总复习高考总复习物理物理F不变， 2机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程(1)机车先以恒定牵引力启动接着以恒定功率运动的过程图如下：高考总复习高考总复习物理物理(2)整个过程物理量的变化情况分析：“过程1”是真正的匀加速过程，在此过程中，速度由零开始不断增加，功率也由零开始逐渐增加；因为加速度是不变的，所以在此过程中牵引力也是不变的此过程的结束就是变加速过程的开始，以“功率P达到最大，但速度没有达到最大”为标志在“变加速过程”中因为还有加速度的存在，所以速度v会不断增加，在功率P不变的情况下，根据PFv，就可知道牵引力F不断减小，加速度a也相应减小变加速过程结束的标志就是“机车的功率最大，速度也是最大”，到此为止，整个起动过程结束再以后，机车将作匀速直线运动，功率不变 (3)整个过程物理量的变化情况用右面的v t图象表示高考总复习高考总复习物理物理高考总复习高考总复习物理物理题型一 功率的求解方法(1)瞬时功率一般用推导式PFvcos 求解，其中v是指该时刻力作用点的瞬时速度，是指力F与速度v之间的夹角(2)求平均功率有两条途径：其一用定义式P 计算；其二用P 计算 如右图所示，一质量为m1.0 kg的物体从高为h0.8 m的光滑斜面顶端静止开始下滑斜面倾角为37.求：(1)物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率(2)物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率高考总复习高考总复习物理物理解析：(1)物体从斜面顶端滑至底端的过程中重力的功率是平均功率这过程中重力做的功为WGmgh8 J，运动时间为t ，所以重力的功率为PW/t12 W.(2)物体滑到斜面底端的瞬时重力的功率是瞬时功率物体滑到斜面底端的瞬时速度为v 4 m/s.而v与mg的夹角为53，所以PFvmgvcos 5324 W.答案：(1)12 W(2)24 W高考总复习高考总复习物理物理题型训练题型训练1质量为m0.5 kg的物体从高处以水平的初速度v05 m/s抛出，在运动t2 s内重力对物体做的功是多少？这2 s内重力对物体做功的平均功率是多少？2 s末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？(g10 m/s2)1解析：t2 s内，物体在竖直方向下落的高度： 20 m，所以有：WGmgh0.51020 J100 J平均功率：P 50 W.高考总复习高考总复习物理物理在t2 s末速度物体在竖直方向的分速度vytgt20 m/s所以t2 s末瞬时功率：Pmgvyt100 W.答案：100 J50 W100 W高考总复习高考总复习物理物理题型二 探究机车启动运行问题 汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？解析：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F将随速度v的变化而变化，其加速度也随之变化，具体变化过程可采用如下示意图表示：高考总复习高考总复习物理物理由此可得汽车速度达到最大时，a0，汽车做匀速运动，FFfkmg发动机的输出功率PFvm答案：12 m/s点评：机车的速度达到最大时，一定是机车的加速度为零弄清了这一点，利用平衡条件就很容易求出机车的最大速度高考总复习高考总复习物理物理题型训练题型训练2汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：若汽车从静止开始，以0.5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？2解析：要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了之后汽车以P额继续做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度vm.所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻，设匀加速能达到最大速度为v1.高考总复习高考总复习物理物理由运动学公式有：v1at由功率公式有：PFv1由牛顿第二定律有：Fkmgma由以上三式代入数据解得：t16 s.答案：16 s高考总复习高考总复习物理物理高考总复习高考总复习物理物理疏忽机车的牵引力F和其速度v由 PFv的制约关系而出错警示 一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经过时间t，其速度由0增大到v.已知列车总质量为M，机车功率P保持不变，列车所受阻力Ff为恒力求：这段时间内列车通过的路程错解：以列车为研究对象，水平方向受牵引力和阻力Ff，根据PFv可知牵引力： 设列车通过路程为s，根据动能定理，有：高考总复习高考总复习物理物理分析纠错：以上错解的原因是对PFv的公式不理解，在P一定的情况下，随着v的变化，F是变化的在中学阶段用功的定义式求功要求F是恒力以列车为研究对象，列车水平方向受牵引力和阻力设列车通过路程为s.根据动能定理，有： 因为列车功率一定，根据 P=可知牵引力的功率：WFPt联立解得：答案：