第2课时 功率老师.doc

第2课时 功率基础知识回顾 1.功率的概念 （1）功W跟完成这些功所用的时间t的比值叫做功率. （2）物理意义：描述做功的快慢. （3）单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符号W. 2.功率的计算 （1）功率的计算公式 （2）平均功率与瞬时功率 式中当v是平均速度时，功率P是平均功率； 当v是瞬时速度时，功率P是瞬时功率； 其区别在于：平均功率粗略描述做功的快慢；瞬时功率精确描述做功快慢. 3.机械的额定功率与实际功率 任何机械都有一个标牌，标牌上所注功率为这部机械的额定功率.它是提供人们对机械进行选择、配置的一个重要参数，它反映了机械的做功能力或机械所能承担的“任务”.机械运行过程中的功率是实际功率.机械的实际功率可以小于其额定功率(称机械没吃饱)，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，还可以在短时间内略大于其额定功率(称超负荷运行).机械不能长时间处于超负荷运行，这样会损坏机械设备，缩短其使用寿命. 重点难点例析 功率的计算 1.平均功率即某一过程的功率，其计算既可用,也可用P= F·v 2.瞬时功率即某一时刻的功率，其计算只能用P= F·v 【例1】【解析】【点拨】拓展 从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气阻力，取g=10m/s2，求（1）在抛出后3s内重力的功率（2）在抛出后3s时重力的功率(设3s时未落地). 【解析】 (1)3s内的功率是指平均功率，3s内重力做功， (2) 3s时的功率是指瞬时功率，应用求解，结合平抛知识得 mg·gt=10×10×3=300W 二、机车的启动问题 发动机的额定功率是指牵引力的功率，而不是合外力的功率.P=Fv中，F指的是牵引力.在P一定时，F与v成反比；在F一定时，P与v成正比. 1.在额定功率下启动 对车在水平方向上受力分析如图由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值． 可见，恒定功率的加速一定不是匀加速．这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）．其速度图象如图所示．2.以恒定加速度a启动: 由公式P=Fv和F－f=ma知，由于a恒定，所以F恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了．这时匀加速运动结束，此时速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了，由于机车的功率不变，速度增大，牵引力减小，从而加速度也减小，直到F=f时，a=0，这时速度达到最大值. 可见，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定这种加速过程发动机做的功只能用W=F(s计算，不能用W=P(t计算（因为P为变功率）其速度图象如图所示. 要注意两种加速运动过程的最大速度的区别. 【例2】质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变求：①汽车所受阻力的大小②3s末汽车的瞬时功率③汽车做匀加速运动的时间。④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功【解析】 ① 所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出.以最大速度行驶时，根据P=Fv，可求得F=4000N.而此时牵引力和阻力大小相等. ② 由于3s时的速度v=at=6m/s，而牵引力由F—Ff=ma得F=8000N，故此时的功率为P= Fv =4.8×104W. ③ 设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v=a t=2t，这时汽车的功率为额定功率.由P=Fv，将F=8000N和v=2 t代入得t=5s. ④ 匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所 做的功 【点拨】③中的时间，有的学生用v=at，得t=vm/a=10s，这是错误的要注意，汽车不是一直匀加速到最大速度的. 拓展 汽车质量5t，额定功率为60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，问： （1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？ （2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时 ① ② 由①、②解得 (2) 汽车作匀加速运动，故F牵-μmg=ma，解得F牵=7.5×103设汽车刚达到额定功率时的速度为v，则P = F牵·v，得v=8m/s 设汽车作匀加速运动的时间为t，则v=at 得t=16s 三、利用求变力做功问题 如果汽车是以恒定功率起动，则牵引力是变力，发动机做功为变力做功，但抓住汽车的功率不变，由可求汽车牵引力做