人教版(2019)高一年级物理必修2同步备课系列8.1功与功率(第二课时)
目录功率1机车启动2
新课引入做同样的功,谁更快
新课引入建筑工地上有两台起重机将重物吊起,下表是它们的工作情况记录:起重机编号被吊物体重力匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0×103N4m/s16m4s?B4.0×103N3m/s6m2s?(1)两台起重机哪台做功多?答案两台起重机分别做功3.2×104J、2.4×104J,所以A做功多。(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之比表示做功的快慢。
功率PART1
01.功率的概念1.定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做功率。3.国际单位:瓦特,简称瓦,符号是W1W=1J/s=1N?m/S.常用单位:千瓦(kW),1kW=1000W=103W;1马力=735瓦4.物理意义:描述物体做功快慢的物理量。(P越大——做功越快)5.功率是标量。表示做功过程中能量转化的快慢。2.定义式:(单位时间做功的多少)比值定义法
01.功率的概念6.功率的另一种表达式W=FlcosαP=tWP=FvcosαP=tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P=vFcosαP=Fvcosαv=tl
01.功率的概念7.平均功率与瞬时功率即使是同一个力做功,做功的功率也可能是变化的,在一段时间内力对物体做功的功率,实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。平均功率:描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率:表示在某一时刻做功的快慢当t很短很短时,此式表示瞬时功率当t表示一段时间时,此式表示平均功率
(2)机车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。起重机调起货物的功率指钢绳拉力的功率。说明:(1)实际功率大于额定功率:超负荷,会损坏机械,只能较短时间。实际功率等于额定功率:满负荷01.功率的概念
02.典例探究典例1某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离,第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离。若先后两次拉力做的功分别为W1和W2,拉力做功的平均功率分别为P1和P2,则A.W1=W2,P1=P2B.W1=W2,P1>P2C.W1>W2,P1>P2D.W1>W2,P1=P2
02.典例探究典例2在光滑水平面上,一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做加速运动,经过一段时间t,末速度为v。求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率。(1)在t时间内力F的功率;(2)在t时刻力F的功率。【解析】(1)在t时间内力F的功率为平均功率(2)t时刻力F的功率为瞬时功率P=Fv。
机车启动PART2
01.机车的启动方式1.以恒定功率P额启动;机车的启动方式有两种:2.在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。
02.以恒定功率P额启动vt0当F=F阻时,a=0,v达到最大保持vm匀速vF=vPa=mF-F阻↑→↓↑→→↓↓vm=F阻PF阻F牵F阻F牵vmv—t图象加速阶段的图象匀速阶段的图象a减小的变加速运动匀速运动v0=0,P恒=P额vm
如何机车以恒定的加速度启动,会有何不同呢?1.速度达到最大之前,F为变力,发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fx计算。2.达到最大速度的本质条件是:a=0vmvt03.达到最大速度时,有P额=F阻vm02.以恒定功率P额启动
03.以恒定加速度启动当F=F阻时,a=0,v达到最大保持vm匀速F=vP额a=mF-F阻↑→↓v↑↓→→↓vm=F阻P额加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a=mF-F阻→→→→F→v↑P=Fv↑↑→当P=P额时,保持P额继续加速匀加速直线运动
v0=0,F恒F阻F牵F牵=F阻,vm=P/F阻F阻F牵vmv↑,P=P额v—t图像匀加速阶段的图像匀速阶段的图像匀加速运动匀速运动a减小的变加速直线运动变加速阶段的图像vt0vm03.以恒定加速度启动
1.机车做匀加速运动只能维持一段时间,当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束,此时速度为v1,匀加速时间为t1,则t1=P额(ma+F阻)a3.匀加速结束的条件是:P实=Pmax=P额2.达到最大速度的本质条件:a=04.达到最大速度时,有P额=F阻vmP额=Fv1=(ma+F阻)v1=(ma+F阻)at103.以恒定加速度启动
04.典例探究典例3(2022·宝鸡市金台区高一期