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1、7.3 功率,学习目标：1.理解功率的概念，知道平均功率和瞬时功率2.掌握平均功率和瞬时功率的计算方法3.知道机械的额定功率和实际功率的区别重难点：1.平均功率和瞬时功率的计算方法2.机车两种方式启动问题的求解,复 习,一、功的概念： 如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向上发生一段位移，这个力对物体做了功。,二、功的计算式：,三、关于总功的计算,1、功是标量，所以合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和： W总=W1+W2+W3+,2、力是矢量，故可以先求合力，再求合力做的功： W总=F合lcos,课前导读：阅读课本P6062，完成学案,一台耕地机一天能耕地约20亩田地,一头牛一天能耕
2、地五亩田地,谁做的功快?,一部收割机一天能收割数十亩水稻,一个农民一天能收割一亩水稻,谁做的功快?,谁做的功快?,老农挑水,抽水机抽水,2.功率的单位:,瓦特（W）,1.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。,(单位时间做功的多少),一、功率：,力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率,定义式：,是标量,1kW1000W,4.功率的另一表达式,v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小是F与v方向的夹角，,3.P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。,1.平均功率：描述在一段时间内做功的 平均快慢,2.瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢,二、平均功率和瞬时功率
3、,求平均功率：,求瞬时功率：,（v是平均速度）,（v是瞬时速度）,例、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：（1）力F在t=3s内对物体做的功；（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率;（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。,解:已知m=3kg,F=6N,v0=0,t=3sa=F/m=2m/s2 ;l=v0t+1/2at2=9m,vt=v0+at=6m/s(1)W=Fl=54J (2)P=W/t=18W(3)P1=FVt=36W,三.额定功率和实际功率,1.额定功率:,2.实际功率:,实际功率应小于或等于额定功率, 不能长时间
4、大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免,机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率,机器工作时实际输出的功率,也就是机器铭牌上的标称值。,说 明：,1.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率,2.功率和机械效率区别,功率是描述物体做功快慢程度的物理量,机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量,四 .汽车的功率,汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。,P = F v,汽车功率,汽车的牵引力,汽车的瞬时速度,汽车加速运动的情况有两种：1
5、、以额定功率P额启动;2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。,类型1：机车以恒定功率 P 启动,附：机车启动问题,PF v,发动机的实际功率,发动机的牵引力,机车的瞬时速度,当F=F阻时，a0 ，v达到最大,保持 vm匀速,v,加速度逐渐减小的变加速直线运动,匀速直线运动,机车以恒定功率启动的v t 图,附：机车启动问题,先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以速度 做匀速直线运动。,练习、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ） A、列车做匀加速直线运动 B、列车的速度和加速度均不断增加 C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动,1、没
6、有达到最大速度时，有瞬时加速度。,2、达到最大速度时，a=0 F牵=f,注意：发动机的功率是指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。,汽车的两种运动状态,例1、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后:汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的速度为5m/s时加速度多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？,12m/s,4m/s,1.4m/s2,类型2：机车以恒定加速度 a 启动,附：机车启动问题,当F= F阻时,a0 ,v达到最大,保持 vm匀速,PF v,当P= P额时，保持P额继续加
7、速,机车以恒定加速度启动的v t 图,附：机车启动问题,先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。,例2、汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 汽车所能达到的最大速度是多大？,F=7500N,v=8m/s,t=16s,12m/s,当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。,1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车
8、以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。,2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？,加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。,联系实际 学以致用,2、定义式：,小结,1、物理意义：表示做功快慢的物理量,3、计算式：P = F v cos,该式一般用于求平均功率,4、单位：瓦特 (W),该式用于求瞬时功率、平均功率,解:(1)卡车以恒定的加速度a1.5m/s2加速时,由牛顿第二定律F引fma 可得：,F引fma(0.0315 0001015 0001.5)N27000N,在此阶段卡车的牵引力保持不变，但卡车的速度不断增加，卡车的实际功率不断增大，当功率增大到额定功率时，P额F引v，所以,(2)当功率达到额定功率后,随卡车速度的增大,牵引力变小,加速度变小,当加速度减小到0时,卡车速度达到最大,开始匀速运动，此时：F引f,
