高一物理功率
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高一物理功率试题1.关于功率的概念,以下说法正确的是()A.功率大说明物体做功多B.功率小说明物体做功少C.机器做功越多,其功率越大D.机器做功越快,其功率越大【答案】D【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大说明物体做功快,功率小说明物体做功慢,AB错误D正确,功率大小与做功多少没有关系,C错误【考点】考查了对功率的理解2.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一段时间里保持匀加速直线运动,则必须A.不断减小发动机的功率B.不断增加发动机的功率C.保持发动机的功率不变D.无法判断汽车发动机功率如何变化【答案】B【解析】根据F=ma+f,要使汽车匀加速运动则牵引力要保持不变,随着速度的增加,根据P=Fv,可知发动机的功率要不断增加,选项B 正确;【考点】功率;3.(10分)如图所示,高为h=1.25m的平台上,覆盖一层薄冰,现有一质量m="50" kg的滑雪爱好者,以一定的初速度从平台边缘水平滑出,着地时的速度方向与水平地面的夹角为45°(不计空气阻力,滑雪者可视为质点,取g=10m/s2)。
求:(1)滑雪者在空中运动的时间;(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离;(3)滑雪者着地时重力做功的瞬时功率。
【答案】(1)0.5s;(2)2.5m;(3)2500W;【解析】(1)由h= gt2得:滑雪者空中运动的时间:t==0.5 s —————3分(2)着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°故x=vt=5×0.5m=2.5m(3)着地时滑雪者重力做功的瞬时功率:【考点】平抛运动及功率。
4.位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。
则可能有()A.F2=F1,v1>v2B.F2=F1,v1<v2C.F2>F1,v1>v2D.F2<F1,v1<v2【答案】 BD【解析】试题分析:物体都做匀速运动,受力平衡,则:F1=μmg,F2cosθ=μ(mg-F2sinθ),解得: F1= F2(cosθ+μsinθ),故F1与 F2的关系无法确定,大于、等于、小于都可以。
高一物理总结电功率与电能消耗高一物理总结:电功率与电能消耗电功率和电能消耗是物理学中重要的概念。
电功率指的是单位时间内电能的转换速率,而电能消耗则是指电器在工作过程中所消耗的电能量。
理解电功率和电能消耗的概念对于我们正确使用电器、合理规划电能利用具有重要意义。
一、电功率的定义和计算方法电功率(P)指的是单位时间内电能(W)的转换速率,也就是电器在单位时间内消耗的电能多少。
电功率的计算公式如下:P = W / t其中,P代表电功率,W代表电能,t代表时间。
二、电功率的单位电功率的单位为瓦特(W),是国际单位制中的基本单位之一。
三、电能消耗与电功率的关系电能消耗是指电器在工作过程中所消耗的电能量。
电能消耗和电功率之间存在一定的关系,即电能消耗等于电功率乘以工作时间。
电能消耗的计算公式如下:W = P × t其中,W代表电能消耗,P代表电功率,t代表时间。
四、电功率的影响因素1. 电器的电压:电器的电压越高,单位时间内所消耗的电能就越大,电功率也就越大。
2. 电器的电流:电器的电流越大,单位时间内所消耗的电能就越大,电功率也就越大。
3. 电器的阻抗:电器的阻抗越大,单位时间内所消耗的电能也就越大,电功率也就越大。
4. 电器的工作时间:电器工作的时间越长,所消耗的电能也就越多,电功率也就越大。
五、合理利用电能,降低电功率1. 选择高效节能的电器:选择具有高能效等级的电器,可以从源头上降低电功率和电能消耗。
2. 合理规划用电时间:避免在高峰期使用大功率电器,可以有效降低电功率。
3. 定期检查电器设备:确保电器设备的工作状态正常,避免设备故障造成能源的浪费。
六、电能消耗与能源开发的关系电能消耗与能源开发密切相关。
随着工业化的进程,人类对能源的需求越来越大,合理利用电能和降低电功率,对于节约能源、保护环境具有重要意义。
同时,探索可再生能源的开发和利用也是解决能源危机的重要途径,如太阳能、风能等可再生能源的利用,可以进一步降低对传统能源的依赖,减少对环境的影响。
高一物理功率试题答案及解析1.质量为m的物体从距地面H高处自由下落,经历时间t,则有().A.t秒内重力对物体做功为mg2t2;B.t秒钟内重力的平均功率为mg2t;C.前秒末重力的瞬时功率与后秒末重力的瞬时功率之比P1∶P2=1∶2.D.前秒内减少的重力势能减少的重力势能之比为ΔEp1∶ΔEp2=1∶3.【答案】ACD【解析】小球落地速度,由动能定理知A对;该过程重力的平均功率为,B错;前秒末与后秒末的末速度之比等于重力瞬时功率之比,为1∶2,C对;前秒内与后秒内的重力势能减少量为位移之比1∶3,D对。
【考点】动能定理、功和功率2.质量60kg的人,从第1层登上大厦的第21层用了5min,如果该楼每层高3.0m,则登楼时这人的平均功率是()A.0.12kW B.0.36kW C.0.40kW D.1.2kW【答案】A【解析】人的重力:人克服重力做的总功:;则登楼时这人的平均功率,故选:A 【考点】考查了功率的计算3.下表列出了上海大众某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答下列问题:⑴表格右图为轿车中用于改变车速的排挡。
手推变速杆到达不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1~5”逐挡速度增大,R是倒车挡。
试问轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一挡?答:;理由是。
⑵该车以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力是 N。
【答案】(1)1 (2)1500【解析】根据功率可知,在功率一定的情况下,速度越低,牵引力越大,所以要以最大动力上坡,变速杆应推至一挡;根据,当v=180km/h时,牵引力大小为1500N.【考点】本题考查了功率的计算。
4.(14分)某学校科技小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究,他们让小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图像,已知小车在0-2s内做匀加速直线运动,2-10s内小车牵引力的功率保持不变,在10s末停止遥控,关闭电动机。
高一物理知识点功率功率是物理学中的重要概念之一,它是描述物体进行功的快慢的物理量。
在高一物理学习中,掌握功率的相关知识是非常重要的。
本文将详细介绍高一物理知识点——功率。
一、定义和公式功率表示单位时间内做功的多少,可以用下面的公式表示:功率(P)= 做功(W)/ 时间(t)其中,功率的单位是瓦特(W),功的单位是焦耳(J),时间的单位是秒(s)。
二、功率与做功的关系功率和做功之间的关系可以用一个简单的例子来说明:如果一个人用10秒钟爬上一个楼梯,另一个人用20秒钟爬上同样的楼梯,那么第一个人的功率就是第二个人的两倍。
也就是说,做同样的功,用的时间越短,功率就越大。
三、功率与力学功的关系力的功与功率之间有密切关系,功等于力乘以移动的距离。
在力的作用下,物体在一段距离内发生位移,而功率则表示这个位移是如何进行的。
功率越大,表示单位时间内发生的位移越多,即更多的力用于做功。
四、功率的应用1. 机械设备功率概念广泛应用于机械设备的工作中。
例如,汽车的引擎功率可以衡量汽车的性能和加速能力。
工程师需要根据功率的要求来选择合适的设备,确保设备能够完成需要的功率输出。
2. 电路中的功率在电路中,功率是非常重要的概念。
电灯、电视、手机等电器的功率决定了其能源消耗的大小。
此外,电功率也影响电阻、电流和电压之间的关系,是电路分析和设计的基础。
3. 可再生能源随着可再生能源的开发和利用,功率的概念在此领域中也得到广泛应用。
太阳能板和风力发电机的功率输出可以用来评估其发电效率和性能。
五、功率的计算方法在实际问题中,计算功率时需要考虑多个因素。
如果已知做功和时间,可直接根据功率的定义进行计算。
但在一些情况下,只知道其他一些物理量,如力和速度,那么可以利用功率的其他公式进行计算。
六、功率的单位换算功率的常见单位是瓦特(W),但在实际运算中也可以用其他单位。
常用的功率单位换算如下:1瓦特(W)= 1000毫瓦特(mW)1瓦特(W)= 0.001千瓦特(kW)1瓦特(W)= 0.000001兆瓦特(MW)1瓦特(W)= 0.000000001千兆瓦特(GW)七、总结功率是物理学中重要的概念,是描述物体进行功的快慢的物理量。
功率知识点高一功率是物体在单位时间内所做的功,是评价工作效率的物理量。
在高一物理学习中,功率是一个重要的概念。
本文将就高一功率的概念、计算方法、功率与能量转化等知识点展开讨论。
1. 功率的概念功率是指单位时间内完成的工作量。
用数学表示为功率P,单位为瓦特(W),公式为P= W/ t,其中W表示做的功,t表示所用的时间。
功率越大,表示单位时间内做的功越多,工作效率越高。
2. 功率的计算方法在计算功率时,可以利用下面的公式:P = W/ t其中,P表示功率,W表示做的功,t表示所用的时间。
当给出做的功和所用的时间时,可以直接计算出功率的值。
3. 功率与能量转化功率与能量转化是一个重要的物理应用。
当物体做功时,能量会转化。
功率越大,能量转化的速率越快。
例如,我们常见的电器设备,功率越大表示单位时间内消耗的能量越多,工作速度也越快。
4. 功率与电路在电路中,功率的概念也非常重要。
根据欧姆定律,电流通过电阻时会发生功率损耗。
功率损耗可以表示为P = I^2 * R,其中P 表示功率,I表示电流,R表示电阻。
这个公式告诉我们,在电路中,功率和电流的平方成正比,与电阻成正比。
5. 功率在机械运动中的应用功率的概念在机械运动中也有广泛的应用。
例如,汽车引擎的功率表示引擎所能输出的能量,决定了车辆的加速性能和最高速度。
另外,机械设备的功率也决定了其工作效率和生产能力。
6. 功率单位的换算功率的常用单位是瓦特(W),但在实际应用中也经常使用千瓦(kW)和兆瓦(MW)来表示较大功率。
换算关系为:1 kW = 1000 W,1 MW = 1000 kW。
7. 功率和效率的关系功率和效率是有关联的。
效率是指物体完成的有用功与输入的总能量之间的比值。
功率越大,表示单位时间内做的有效工作越多,因此相同的有效工作完成所需的时间越短,效率越高。
本文简要介绍了高一物理中功率的概念、计算方法、功率与能量转化、功率在电路和机械运动中的应用以及功率单位的换算等知识点。
<<功和功率>>复习及练习一、机械功1.功的概念(1)功所描述的是力的空间积累效应。
物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,就说力对物体做了功。
在国际单位制中,功的单位是:焦耳。
(2)功是过程量,即做功必须经过一段时间。
2.功的两个要素(1)力(2)在力的方向上发生位移。
3.功的公式(1)若恒力大小为F,物体位移为S,力与位移夹角为α,则功的公式可写为:W=F·Scosα(2)式中的F应为恒力,F可以是某一个力,也可以是物体受的合外力。
功的公式即可以计算某个力做功,也可以计算合力做功。
(3)功是标量,只有大小没有方向。
因此合外力的功等于其各力做功的代数和。
(4)功的正、负与零功根据功的计算公式 W=FScosα可得出下列几种情况:①当α=90°时,cosα=0,则 W=0,即力对物体不做功。
例如圆周运动的向心力。
②当α<90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功。
③当α>90°时,cosα<0,则W<0为负值,此力做负功,叫物体克服此力做功。
二、功率1.功率的概念(1)功率是描述做功快慢的物理量。
也就是说,功率等于功跟完成这些功所用时间的比值。
(2 )功率是标量。
国际单位制中功率的单位为瓦(W)。
2.功率的公式(1)P=W/t(2)P=FVcosα【说明】(1)公式(1)是定义式,但中学阶段只能用它计算平均功率。
而(2)式可用于计算瞬时功率和平均功率。
(2)对于机车,由于F与v一般方向一致,故(2)式可写为P=Fv。
机车在实际运行中有两种理想模式:①额定功率下运行:机车运行时受两个力:牵引力F和阻力f。
设输出功率为P,行驶速度为v,那么P=Fv。
机车刚开动时,行驶速度v较小,牵引力较大。
在所受阻力f不变时,这时F >f,机车加速行驶。
随着v的增大,由P=Fv知,F减小,f增大。
当F=f时,机车以最大速度vm匀速行驶。
高一物理功率试题答案及解析1.如图甲所示,甲、乙两个小球可视为质点,甲球沿倾角为30的光滑足够长斜面由静止开始下滑,乙球做自由落体运动,甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示.下列说法正确的是( )A.甲球机械能不守恒,乙球机械能守恒B.甲、乙两球的质量之比为C.甲、乙两球的动能均为时,两球重力的瞬时功率之比为D.甲、乙两球的动能均为时,两球高度相同【答案】BC【解析】两球在运动过程中只有重力做功,甲、乙球的机械能守恒,故A错误;由机械能守恒定律得,对甲球:,对乙球:,解得:,故B正确;瞬时功率,甲、乙两球的动能均为时,两球重力的瞬时功率之比,故C正确;甲、乙两球的动能均为时,两球高度之比为:,故D错误。
【考点】考查了机械能守恒,功率2.质量为2t汽车在水平公路上行驶,车受的阻力为车重的0.01倍.当速度为4m/s时,加速度为0.4m/s2,此时汽车的牵引力为 N;功率为 W;若保持此时的功率不变,汽车能达到的最大速度是 m/s.(g=10m/s2)【答案】1000N 4000W 20m/s【解析】根据牛顿第二定律,可知,速度为4m/s时,,此时的功率,最大速度时,达牵引力与阻力相等,根据,可知最大速度为20m/s。
【考点】功和功率,机车的启动3.“极限挑战”有一个项目:选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上。
如图所示,已知选手(可视为质点)的质量为m,站在鸿沟边沿抓住长为L的绳由静止开始摆动,初始时绳与竖直方向的夹角为α。
不考虑空气阻力和绳的质量,若选手摆到最低点时速度为v,则选手由静止开始到摆到最低点的过程中,下列说法正确的是A.摆到最低点时重力的功率为mgvB.重力做正功,重力势能减少,减少量为C.绳拉力的平均功率一定大于零D.重力的功率先增大后减小【答案】D【解析】由于摆到最低点时,速度方向和重力方向垂直,所以重力的瞬时功率为0,A错误;下降过程中重力做正功,重力势能减小,减小量为,B错误;由于绳子的拉力从始至终都与速度方向垂直,所以拉力不做功,功率为零,C错误;向下运动过程中,竖直方向的速度先变大后变小,最后在最低点时,选手的竖直方向的速度为0,所以选手重力做功的功率先变大后减小,D正确;【考点】考查了功率的计算4.(原创).如图,质量分别为m和2m的两个小球A和B,中间用轻质杆相连,在杆的中点O 处有一固定转动轴,把杆置于水平位置后释放,在B球顺时针摆动到最低位置的过程中() A.杆对球的力沿杆方向B.杆对A球做正功,杆对B球做负功C.A球、B球、杆和地球组成的系统机械能守恒D.重力对A球做功的瞬时功率一直变大【答案】BC【解析】在B球顺时针摆动到最低位置的过程中,A球、B球、杆和地球组成的系统满足机械能守恒条件,系统的机械能守恒;对于A球,其重力势能和动能均增加,机械能增加,则B球的机械能减小,故杆对A球做正功,对B球做负功,杆对球的力不沿杆方向;在水平位置时,重力对A球做功的瞬时功率为零,在竖直位置时,A球的重力和速度方向垂直,重力对A球做功的瞬时功率也为零,因此,重力对A球做功的瞬时功率先变大后变小,所以正确选项为B、C。
高一物理功率试题答案及解析1.质量为m的物体从距地面H高处自由下落,经历时间t,则有().A.t秒内重力对物体做功为mg2t2;B.t秒钟内重力的平均功率为mg2t;C.前秒末重力的瞬时功率与后秒末重力的瞬时功率之比P1∶P2=1∶2.D.前秒内减少的重力势能减少的重力势能之比为ΔEp1∶ΔEp2=1∶3.【答案】ACD【解析】小球落地速度,由动能定理知A对;该过程重力的平均功率为,B错;前秒末与后秒末的末速度之比等于重力瞬时功率之比,为1∶2,C对;前秒内与后秒内的重力势能减少量为位移之比1∶3,D对。
【考点】动能定理、功和功率2.如图所示,高速动车组的出现为人们出行带来极大的方便.几节自带动力的车辆(动车)与几节不带动力的车辆(拖车)编成动车组。
假设每节的动车的额定功率都相等,每节车的质量都相等,动车组运行过程中受到的阻力与其重力成正比,若1节动车与3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h;则3节动车与3节拖车编成的动车组的最大速度为()A.120km/h B.240km/h C.320km/h D.480km/h【答案】B【解析】设每节动车的额定功率为P,每节车的质量为m,则每节车的阻力为,1节动车加3节拖车编成的动车组达到最大速度时,则;3节动车加3节拖车编成的动车组达到最大速度时,,解得:,所以正确选项为B。
【考点】本题考查了功率、瞬时功率。
3.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一段时间里保持匀加速直线运动,则必须A.不断减小发动机的功率B.不断增加发动机的功率C.保持发动机的功率不变D.无法判断汽车发动机功率如何变化【答案】B【解析】根据F=ma+f,要使汽车匀加速运动则牵引力要保持不变,随着速度的增加,根据P=Fv,可知发动机的功率要不断增加,选项B 正确;【考点】功率;4.位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。
[目标定位] 1.理解功率的概念,能运用功率的定义式P =W t进行有关计算.2.知道平均功率和瞬时功率的含义,能根据P =F v 进行分析和计算.3.了解额定功率和实际功率,能分析机车启动问题.一、功率的含义1.功率的含义(1)定义:力对物体所做的功W 与做功所用时间t 的比值,即P =W t.(2)单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,用W 表示.(3)标矢性:功率是标量.(4)物理意义:表示做功快慢的物理量.2.额定功率与实际功率(1)额定功率:发动机长时间正常工作时允许的功率.(2)实际功率:发动机实际工作时的输出功率.(3)为了保证机械的安全,工作时尽量使P 实≤P 额.深度思考功率大,做功一定多吗?答案不一定.功率与做功多少没有必然联系,功率大,做功不一定多,但做功一定快.例1关于功率,下列说法中正确的是()A .做功的时间越长,功率一定越小B .做功越多,功率一定越大C .功率是表示力做功快慢的物理量D .额定功率大的机车发动机工作时实际功率一定大答案C 解析根据P =W t可知,功率与做功、时间都有关系,因此A 、B 均错;功率是表示力做功快慢的物理量,C 对;额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率,发动机实际功率可以小于额定功率,D 错.二、功率、力和速度之间的关系1.功率与速度的关系(1)F与v同向时,P=F v.(2)F与v的夹角为α时,P=F v cosα.2.P、F、v三量的制约关系(1)P一定时,F与v成反比,如汽车上坡时减小速度来增大牵引力.(2)v一定时,F与P成正比,如汽车速度不变时,加大油门可以增大牵引力.(3)F一定时,P与v成正比,如汽车匀加速行驶时,速度增大,功率也增大.3.平均功率和瞬时功率的计算P=F v.(1)平均功率:时间t内功率的平均值,计算公式:P=Wt和(2)瞬时功率:某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的快慢,计算公式:P=F v,其中v为瞬时速度;当F与v夹角为α时,P=F v cosα.深度思考(1)关于P=F v的理解,甲同学说P与v一定成正比,乙同学说F与v一定成反比,他们的说法对吗?(2)如图1,质量为m的物体沿倾角为θ的斜面下滑,滑至底端时速度大小为v,此时重力的功率等于mg·v吗?图1答案(1)都不对.当F一定时,P与v成正比;当P一定时,F与v成反比.(2)不等于mg·v,应用公式P=F v时必须是F与v方向相同.物体滑至斜面底端时重力的功率为P=mg·v sinθ.例2质量m=3kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:(1)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率;(2)在3s末力F对物体做功的瞬时功率.答案(1)18W(2)36W解析(1)物体的加速度a =F m =63m /s 2=2m/s 2t =3s 内物体的位移x =12at 2=12×2×32m =9m 3s 内力F 所做的功W =Fx =6×9J =54J力F 做功的平均功率P =W t =543W =18W (2)3s 末物体的速度v =at =2×3m /s =6m/s此时力F 做功的瞬时功率P =F v =6×6W =36W1.公式P =W t及P =F v 的比较:(1)P =W t是定义式,适用于任何情况下功率的计算,一般用于求解某段时间内的平均功率.(2)P =F v 通常用来计算某一时刻或某一位置时的瞬时功率,v 是瞬时速度;若代入某段时间内的平均速度,则计算的是该段时间内的平均功率.2.求解功率时应该注意的问题:(1)要明确所求功率是某物体各力的功率,还是合力的功率.如汽车发动机的功率是指汽车牵引力的功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率.(2)要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率.①若求平均功率,还需明确是哪段时间内的平均功率,应用公式P =W t或P =F v 进行求解.②若求瞬时功率,需明确对应状态的速度v ,应用公式P =F v 求解.如果F 、v 不同向,则将它们先投影到同一方向上再进行计算.针对训练一台起重机将静止在地面上质量m =1×103kg 的货物匀加速竖直吊起,在2s 末货物的速度v =4m /s.(取g =10m/s 2,不计额外功)求:(1)起重机在这2s 内的平均功率;(2)起重机在2s 末的瞬时功率.答案(1)2.4×104W (2)4.8×104W 解析设货物所受的拉力为F ,加速度为a ,则(1)由a =v ta =2m/s 2F =mg +ma =1×103×10N +1×103×2N =1.2×104N 平均功率P =F v =F ·v 2=1.2×104N ×42m/s =2.4×104W.(2)瞬时功率P =F v =1.2×104N ×4m/s =4.8×104W 三、机车启动的两种方式1.恒定功率启动(1)过程分析v ↑⇒F =P v ↓⇒a =F -F 阻m↓⇒a =0,速度最大且匀速.(2)v-t 图像如图2所示图22.恒定加速度启动(1)过程分析a =F -F 阻m 不变⇒F 不变P =F v ↑直到P 额=F v 1⇒P 额一定,v ↑⇒F =P 额v ↓,a =F -F 阻m↓⇒a =0,速度最大且匀速.(2)v-t 图像如图3所示.图33.机车启动过程的分析步骤(1)分析物理过程,明确是哪种启动方式.(2)抓住两个基本公式:①功率公式P =F v ;②牛顿第二定律,即F -F 阻=ma .深度思考(1)用公式P =F v 研究汽车启动问题时,力F 是指什么力?(2)汽车爬坡时,常常换用低速挡,为什么?答案(1)公式P =F v 中的力F 是指发动机的牵引力.(2)由P =F v 可知,发动机的额定功率是一定的,换用低速挡的目的是减小速度,从而增大牵引力.例3在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW,质量为10t,设阻力恒定,且为车重的0.1倍,求:(g取10m/s2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度;(2)若汽车以0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后,当汽车的加速度为2m/s2时,速度多大?答案(1)10m/s(2)13.3s(3)3.3m/s解析(1)当汽车速度最大时,a1=0,F1=f,P=P额,故v max=P额f=100×1030.1×10×103×10m/s=10m/s(2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中,a2不变,v变大,P也变大,当P=P额时,此过程结束.F2=f+ma2=(0.1×104×10+104×0.5)N=1.5×104Nv2=P额F2=1051.5×104m/s=203m/s,则t=v2a2=2030.5s≈13.3s(3)F3=f+ma3=(0.1×104×10+104×2)N=3×104Nv3=P额F3=1053×104m/s≈3.3m/s用公式P=F v处理机车启动问题时应注意:(1)公式P=F v中的F指的是机车的牵引力,而不是合外力.(2)只有机车匀速运动时,牵引力F才等于它受到的阻力f大小.(3)机车以恒定加速度启动时,匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度v m.1.(对功率的理解)关于功率,下列说法正确的是()A.由P=Wt可知,只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率B.由P=F v可知,汽车的功率一定与它的速度成正比C.由P=F v可知,牵引力一定与速度成反比D.当汽车P一定时,牵引力一定与速度成反比答案D解析公式P =W t求的是这段时间内的平均功率,不能求瞬时功率,故A 错误;据P =F v 知,当汽车牵引力一定时,汽车的功率与速度成正比,故B 错误;因为功率等于牵引力与运动速度的乘积,当汽车功率一定时,牵引力与速度成反比,当功率不一定时,牵引力不一定与速度成反比,故C 错误;在功率一定时,汽车牵引力与运动速度成反比,故D 正确.2.(功率的计算)(多选)质量为3kg 的物体,从高45m 处自由落下(g 取10m/s 2),那么在下落的过程中()A .前2s 内重力做功的功率为300WB .前2s 内重力做功的功率为675WC .第2s 末重力做功的功率为600WD .第2s 末重力做功的功率为900W答案AC 解析前2s 物体下落h =12gt 2=20m ,重力做功的功率P 1=mgh t =30×202W =300W ,A 对,B 错;2s 末物体的速度v =gt =20m/s ,此时重力的功率P 2=mg v =600W ,C 对,D 错.3.(功率的计算)如图4是小孩滑滑梯的情景,假设滑梯是固定光滑斜面,倾角为30°,小孩质量为m ,由静止开始沿滑梯下滑,滑行距离为s 时,重力的瞬时功率为()图4A .mg gsB.12mg gs C .mg 2gsD.12mg 6gs 答案B 解析小孩的加速度a =mg sin 30°m =12g ,由v 2=2as 得小孩滑行距离s 时的速率v =gs ,故此时重力的瞬时功率P =mg v sin 30°=12mg gs ,B 正确.4.(机车启动问题)汽车发动机的额定功率P =60kW ,若其总质量为m =5t ,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为F =5.0×103N ,则:(1)汽车保持恒定功率启动时:①求汽车所能达到的最大速度v max .②当汽车加速度为2m/s 2时,速度是多大?③当汽车速度是6m/s 时,加速度是多大?(2)若汽车以a =0.5m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?答案(1)①12m /s ②4m/s ③1m/s 2(2)16s 解析汽车在运动中所受的阻力大小为:F =5.0×103N.(1)汽车保持恒定功率启动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.①当a =0时速度最大,所以,此时汽车的牵引力为F 1=F =5.0×103N ,则汽车的最大速度为v max =P F 1=6×1045.0×103m /s =12m/s.②当汽车的加速度为2m/s 2时,牵引力为F 2,由牛顿第二定律得:F 2-F =ma ,F 2=F +ma =5.0×103N +5.0×103×2N =1.5×104N ,汽车的速度为v =P F 2=6×1041.5×104m /s =4m/s.③当汽车的速度为6m/s 时,牵引力为F 3=P v ′=6×1046N =1×104N .由牛顿第二定律得F 3-F =ma ,汽车的加速度为a =F 3-F m =1×104-5.0×1035×103m /s 2=1m/s 2.(2)当汽车以恒定加速度a =0.5m/s 2匀加速运动时,汽车的牵引力为F 4,由牛顿第二定律得F 4-F =ma ,F 4=F +ma =5.0×103N +5×103×0.5N =7.5×103N.汽车匀加速运动时,其功率逐渐增大,当功率增大到等于额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为v t =P F 4=6×1047.5×103m /s =8m/s.则汽车匀加速运动的时间为:t =v t a =80.5s =16s.题组一对功率的理解1.下列关于功率的说法中正确的是()A.由P=Wt知,力做的功越多,功率越大B.由P=F v知,物体运动得越快,功率越大C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多D.由P=F v cosα知,某一时刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大答案D解析在公式P=Wt中,只有P、W、t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A、C错误;在P=F v中,P与F、v有关,故选项B错误;在P=F v cosα中,P还与α有关,故选项D正确.2.(多选)关于功率公式P=F v,下列说法正确的是()A.当F是恒力,v是平均速度时,对应的P是平均功率B.当v是瞬时速度时,对应的P是瞬时功率C.只适用于物体做匀速直线运动的情况D.只适用于F与v同方向的情况答案ABD解析用公式P=F v计算功率时,F应与速度v方向相同,D对;当v为瞬时速度时,F v 为瞬时功率,B对;v为平均速度,且F为恒力时,F v为平均功率,A对;P=F v适用于任何运动的求解,但应注意v是力F方向上的速度,C错.3.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是()A.减小速度,得到较小的牵引力B.增大速度,得到较小的牵引力C.减小速度,得到较大的牵引力D.增大速度,得到较大的牵引力答案C题组二功率的计算4.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答案B解析两次拉物体用的力都是F,物体的位移都是l.由W=Fl可知W1=W2.物体在粗糙水平面上前进时,加速度a 较小,由l =12at 2可知用时较长,再由P =W t可知P 1>P 2.选项B 正确.5.质量为5000kg 的汽车,在水平路面上由静止开始做加速度为2m/s 2的匀加速直线运动,所受阻力是1000N ,汽车在启动后第1s 末牵引力的瞬时功率为()A .2kWB .11kWC .20kWD .22kW答案D 6.一个质量为m 的小球做自由落体运动,那么,在前t 秒内重力对它做功的平均功率P 及在t 秒末重力做功的瞬时功率P 分别为(t 秒末小球未着地)()A.P =mg 2t 2,P =12mg 2t 2B.P =mg 2t 2,P =mg 2t 2C.P =12mg 2t ,P =mg 2t D.P =mg 2t ,P =2mg 2t答案C 解析前t 秒内重力做功的平均功率P =W t =mg ·12gt 2t=12mg 2t t 秒末重力做功的瞬时功率P =F v =mg ·gt =mg 2t .故C 正确.7.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图1所示,则作用在小车上的牵引力F 的功率随时间变化的规律是下图中的()图1答案D 解析车所受的牵引力和阻力恒定,所以车做匀加速直线运动,牵引力的功率P =F v =F (v 0+at ),故选项D 正确.8.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()A.v2=k1v1B.v2=k1k2v1C.v2=k2k1v1D.v2=k2v1答案B解析汽车的阻力分别为f1=k1mg,f2=k2mg,当汽车以相同功率启动达到最大速度时,有F=f,故由P=F v可知最大速度v=PF=Pf,则v1v2=f2f1=k2k1,有v2=k1k2v1,故选B.题组三对机车启动问题的理解及应用9.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动,则()A.不断增大牵引力和牵引力的功率B.不断减小牵引力和牵引力的功率C.保持牵引力不变,不断增大牵引力功率D.不能判断牵引力功率怎样变化答案C解析汽车保持匀加速直线运动,所受合力不变,其中牵引力也不变,但速度增大,牵引力的功率增大,C对,A、B、D错.10.一辆汽车以功率P1在平直公路上匀速行驶,驾驶员突然减小油门,使汽车的功率减小为P2并继续行驶.若整个过程中阻力恒定不变,此后汽车发动机的牵引力将()A.保持不变B.不断减小C.突然减小,再增大,后保持不变D.突然增大,再减小,后保持不变答案C解析由P1=F v知,当汽车以功率P1匀速行驶时,F=f,加速度a=0.若突然减小油门,汽车的功率由P1减小到P2,则F突然减小.整个过程中阻力f恒定不变,即F<f,此时加速度a<0,所以汽车将减速.由P2=F v知,此后保持功率P2不变继续行驶,v减小,F增大.当F=f时,汽车不再减速,而以一较小速度匀速行驶,牵引力不再增大.11.一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图2所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是()图2答案A 解析当汽车的功率为P 1时,汽车在运动过程中满足P 1=F 1v ,因为P 1不变,v 逐渐增大,所以牵引力F 1逐渐减小,由牛顿第二定律得F 1-f =ma 1,f 不变,所以汽车做加速度减小的加速运动,当F 1=f 时速度最大,且v m =P 1F 1=P 1f.当汽车的功率突变为P 2时,汽车的牵引力突增为F 2,汽车继续加速,由P 2=F 2v 可知F 2减小,又因F 2-f =ma 2,所以加速度逐渐减小,直到F 2=f 时,速度最大v m ′=P 2f,以后匀速运动.综合以上分析可知选项A 正确.题组四综合应用12.从空中以10m /s 的初速度水平抛出一质量为1kg 的物体,物体在空中运动了3s 后落地,不计空气阻力,g 取10m/s 2,求3s 内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率.答案150W 300W 解析设物体从抛出到落地的竖直位移为h ,则3s 内重力做功的平均功率P =W t =mgh t,又因为h =12gt 2,由以上两式可得P =12mg 2t =150W 设该物体在3s 末的瞬时速度为v 3,则物体落地时重力做功的瞬时功率为:P =mg v 3cos θ=mg v 3y ,又因为v 3y =gt ,所以P =mg 2t =300W(因为重力为恒力,3s 内重力做功的平均功率也可由P =F v cos θ求得.P =mg v cos θ=mg v y ,又因为v y =h t =12gt 2t=12gt ,所以P =mg ·12gt =150W .)13.质量为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;(2)3s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.答案(1)4000N(2)4.8×104W(3)5s(4)2×105J解析(1)以最大速度行驶时,根据P=f v,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-f=ma得F=8000N,故此时的功率为P =F v=4.8×104W.(3)设匀加速运动的时间为t,则t时刻的速度为v t=at,这时汽车的功率为额定功率.由P=F v,将F=8000N和v=at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W=Fx=F·12at2=8000×12×2×52J=2×105J。
高一物理功率课件一、教学目标1、知道功率是表示做功快慢的物理量。
2、掌握功率的定义和定义式P=W/t;知道在国际单位制中,功率的单位是瓦特(W)。
3、知道公式P=Fv的物理意义。
二、重点、难点分析1.功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
2.瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。
学生往往认为,在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。
如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
三、主要教学过程(一)引入课题首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容,重点是功的概念和功的物理意义.然后提出力对物体做功的实际问题中,有做功快慢之分,物理学中又是如何来描述的?这节课我们就来研究这个问题.(二)教学过程1、功率思考:力F1对甲物体做功为W1,所用时间为t1;力F2对乙物体做功为W2,所用时间为t2,在下列条件下,哪个力做功快?A.W1=W2,t1>t2; B.W1=W2,t1<t2;C.W1>W2,t 1=t 2; D.W1<W2,t1=t2.上述条件下,哪个力做功快的问题学生都能作出判断,其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的.让学生把这个意思说出来,然后总结并板书如下:功率是描述做功快慢的物理量.功和完成这些功所用的时间之比,叫做功率.如果用W表示功,t表示完成这些功所用的.时间,P表示功率,则:P=W/t明确告诉学生上式即为功率的定义式,然后说明P的单位,W用J、t用s作单位,P的单位为J/s,称为瓦特,符号为W.最后分析并说明功率是标量.2、平均功率与瞬时功率举例:一个质量是1.0kg的物体,从地面上方20m高处开始做自由落体运动,第1s时间内下落的位移是多少?与学生一块算出是5m,g取10m/s2这1s内重力对物体做多少功?与学生一起算出W1=50J第2s时间内物体下落的位移是多少?15m这1s内重力对物体做多少功?W2=150J前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大?P1=50W,P2=150W这2s时间内重力对物体做功的功率是多大?P=100W指出即使是同一个力对物体做功,在不同时间内做功的功率也可能是有变化的.因而,用P=W/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢,只具有平均的意义.板书如下:1平均功率:P=W/t2瞬时功率为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢,引入了瞬时功率的概念,即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量.提出瞬时功率如何计算的问题后,作如下推导:一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式:P=W/t= Fs/ t,而s/t=v 所以:P= Fv当t值足够小时,v就表示某一时刻的瞬时速度,所以这时P就表示该时刻的瞬时功率.因此 P=Fv 就是瞬时功率计算公式讨论:感谢您的阅读,祝您生活愉快。
高一物理1.2 功率鲁教版【本讲教育信息】一. 教学内容:§ 1.2 功率二. 知识重点:1. 理解功率的概念,对平均功率和瞬时功率有所理解。
2. 能运用功率的公式P =W/t 进展有关的计算。
3. 理解公式P =Fv 的意义,能用来解释现象和进展计算。
4. 机车启动问题中的两种情况与功率问题。
三. 知识难点:1. 对平均功率和瞬时功率有所理解和计算。
2. 发动机的额定功率与汽车的最大速度的关系,机车启动中的两类问题〔一〕功率:功率是描述做功快慢的物理量。
1. 定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫功率。
2. 公式:tW P =3. 单位与单位换算:瓦特〔W 〕,千瓦〔kW 〕 1kW =1000 W4. 变形公式:P =Fvcos θ,其中θ是力与速度间的夹角。
该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率。
这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②当v 为某段位移〔时间〕内的平均速度时,如此要求这段位移〔时间〕内F 必须为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率。
5. 平均功率:功跟完成这些功所用这段时间的比值,可用tWP =计算 如果用P =Fvcos θ计算,F 必须为恒力,v 为平均速率。
6. 瞬时功率:只能用P =Fvcos θ计算,v 为瞬时速度,P 为瞬时速率。
重力的功率可表示为P G =mgv y ,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
7. 额定功率: 发动机铭牌上的功率,指的是该机正常工作时的最大输出功率,并不是任何时候发动机功率都等于额定功率,实际输出功率可以在零和额定值之间取值。
8. 发动机的功率:是指牵引力的功率P =Fv ,在功率一定的条件下,发动机产生的力F 跟运行速度v 成反比。
例1. 推导力F 的功率:⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==⇒⎪⎭⎪⎬⎫==t sv t Fs P Fs W t W P 而P=F ·v由于tsv =求出的是物体在时间t内的平均速度.如此P=F v求出的是F 在时间t内的平均功率.如果t取得足够小,如此v就可以为某一时刻的瞬时速度.据P=F v求出的就是F 在该时刻的瞬时功率.所以:平均功率P=F v(v是平均速度) 瞬时功率P=F v(v是瞬时速度)例2. 放在水平地面上的物体在拉力F 作用下做匀速直线运动,先后通过A 、B 两点,在这过程中 [ ]A. 物体的运动速度越大,力F 做功越多.B. 物体的运动速度越大,力F 做功不变.C. 物体的运动速度越大,力F 做功的功率越大.D. 物体的运动速度越大,力F 做功的功率不变. 答案:B C例3. 如下列图,分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以一样的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中F 1、F 2、F 3的平均功率分别为P 1、P 2、P 3,如此 [ ]A. P 1=P 2=P 3B. P 1>P 2=P 3C. P 3>P 2>P 1D. P 1>P 2>P 3解析:三种情况中,物体从底端运动到顶端的加速度一样,它们的运动时间一样,运动过程也一样在情况a 中,根据牛顿第二定律得作用力F 1=mgsin α+ma ,因此,它做功的平均功率在情况b 和c 中,由牛顿第二定律可知 F 2cos α=mgsin α+ma , F 3cos θ=mgsin α+ma.因此,它们做功的平均功率分别是答案:A. 说明:上面是从平均功率的公式通过计算得出结果的,如果熟悉合力做功跟物体动能变化的关系,很容易作出判断.因为物体在上滑过程中,仅受三个力作用:重力mg 、斜面支持力N 、推力F 〔F 1、F 2、F 3〕,其中斜面支持力对物体不做功,重力对物体做功均为W G =-mgh 〔h 为斜面高〕. 物体运动中的加速度和运动时间一样,到达斜面顶端的动能变化一样,因此,三个力F 1、F 2、F 3对物体做的功必定相等,其平均功率也相等.〔二〕机车启动问题:有两种不同的加速过程,但分析时采用的根本公式都是P =Fv 和F -f = ma①恒定功率的加速。
高一物理《功率》重难点探讨力对物体做功的功率问题,是高中物理的教学难点之一,加上教材对此问题介绍得较为简单,不少学生不能很好地掌握.以下结合自己的教学实践,探讨高中物理中功率问题教学的改进.《功率》是普通高中新课程实验教材必修2第七章《机械能守恒定律》的第3节内容。
功率是反映力做功快慢的物理量,而功体现了力的作用在空间上的效果积累,同时功又是能量转化的量度,功率和功的教学既是延伸了前面所学的力的相关知识,又为后面即将学习的能得相关知识做好了铺垫,所以本节课在第七章中占有重要的位置。
《高中课程标准》中对《功率》的教学要求为:理解功率的概念,会用功率的公式进行平均功率、瞬时功率的计算,会分析机车的两种启动模式。
重点是理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
能正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率是难点。
功率的概念广泛应用于人们的日常生活和科技之中,其定义、表达式P=W/t、单位等学生在初中已经学过,教材中首先通过两台起重机做功相同,时间不同引入了功率的概念和定义式,在学生已有的知识基础上,通过对动力机械的分析,讨论了额定功率和实际功率,并说明了物体做功、机器做功的功率等说法实质都是力做功的功率.如:汽车的功率就是牵引力的功率,起重机起吊重物的功率就是钢绳拉力的功率.然后,根据对物体做功的公式和运动学公式导出了功率与速度的关系,既P=FV。
再借助“说一说”和“做一做”栏目,提出了平均功率和瞬时功率的概念。
最后教材结合例题讨论了汽车两种启动模式的相关问题。
通过讨论,体会物理学研究问题的方法,了解功率的物理意义。
感知功率在生活中的实际作用,提高学习物理的兴趣和意识关于功率的概念在高中物理教材中,功率的定义是这样给出的:在物理学中,做功的快慢用功率来表示,功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率,用P表示功率,则有P = W/ t .这一定义从数学计算的角度看是很完整的,但物理概念是有所隐含的,需要教师在教学中给出解释. 首先,既然做功的快慢用功率来表示,而定义中的“做功”是指一物体对另一物体做的功,或者说是指力F对物体做的功,那么定义中的“功率”应该表示一物体对另一物体做功的快慢,或者表示力F对物体做功的快慢.其次,从物理概念上讲,这一定义中“功率”的含义是不同的.“做功的快慢用功率来表示”中的“功率”是指所谓的瞬时功率,而“功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率”中的“功率”是指平均功率.平均功率是功率对时间的平均值,功率是比平均功率更加基础的物理概念.其实瞬时功率与功率是同一个概念,在物理学中,速度、加速度和功率都是状态量,而平均速度、平均功率等都是过程量。
功率一、教学目的:1.知道功率是表示做功快慢的物理量。
2.理解功率的概念,能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。
3.正确理解公式P=FV cos α的意义,知道什么是瞬时功率,什么是平均功率,并能用来解释现象和进行计算。
二、重点难点1.理解功率的概念是本节的重点。
2.瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。
3.机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法:讲授、讨论、练习。
四、教 具:重物、小车 五、教学过程: (一)引入新课上节课学习了功的概念及其计算。
现在我们研究下面两个问题。
①质量为2kg 的物体在4N 的水平拉力F 1作用下沿F 1的方向以2 m/s 的速度匀速前进16m.在此过程中,有几个力对物体做功,各做功多少?此过程用多长时间?②质量为2kg 的物体静止在光滑水平面上,在F 2=4N 的水平拉力作用下前进16 m 。
在此过程中,有几个力对物体做功?各做功多少?此过程用多长时间?(学生自己解答,教师小结。
)①中拉力做功:W 11=F 1S =64J ;阻力做功:W 12=-fS =-64J ;时间:t 1=s/V =8s. ②中拉力做功:W 2=F 2S =64J ;时间t 2=s as42 . 可见,力对物体做功多少,只由F 、S 及它们间夹角决定,与物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。
再比较一下,F 1、F 2做功一样多,但所用时间不同。
说明力对物体做功还有一个快慢问题。
本节课学习做功快慢的描述问题。
板书课题:第二节 功率 (二)进行新课1、力对物体做功快慢的比较。
分析以下事例,归纳出做功快慢的比较方法:繁忙的建筑工地上几台起重机正在快碌。
我们来比较一下它们做功的快慢。
比较A 和B :它们做功时间相等,B 做功比A 快。
比较A 和C :它们做功相等,t c <t A ,C 做功比较快。
比较B 和C :它们做功不等,所用时间也不等,如何比较它们做功的快慢呢?(引导学生复习运动快慢的描述和速度变化快慢的描述等知识,给出描述做功快慢的物理量----功率)运动的快慢用t S V /= 表示;速度变化快慢用t V a ∆∆=/表示,我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率,这是物理学中的一个重要概念。
2、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。
定义式:P =W/t(2)单位:国际单位为瓦(W),技术上常用“千瓦”(KW )作功率单位。
1W=1J/S ,1KW=1000W 。
(3)功率的物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量功率大的做功快。
不论在什么条件下,只要明确了功W 和所用时间t ,就可求出相应的功率。
以上几个功率就是钢绳拉力对重物做功的功率,A 起重机的功率P A =8KW ,B 起重机的功率P B =12KW ,C 起重机的功率P C =32KW 。
C 做功最快,A 做功最慢。
(4)功率是标量。
由于功有正负,相应的功率也有正负。
功率的正负不表示大小,只表示做功的性质,即动力的功率为正,阻力的功率为负,计算时不带符号,只计绝对值。
根据W =FS cos α和v =S / t ,可得P =Fv cos α。
若F 、S 同向,可简化为P =Fv 。
(5)功率的另一表达式:P=Fv cos α。
F :对物体做功的力。
v :物体运动的速度。
α:F 与v 的夹角。
3、平均功率和瞬时功率(1)平均功率:描述力在一段时间内做功的快慢,用P=W/t 计算,若用P=Fvcos α,V 为t 时间内的平均速度。
平均功率是针对一段时间或一个过程而言的,因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。
(2)瞬时功率:描述力在某一时刻做功的快慢,只能用P=Fvcos α,V 为某时刻的瞬时速度。
瞬时功率是针对某一时刻或某一位置而言的,因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪一个位置的瞬时功率。
【例题1】已知质量为m 的物体从高处自由下落,经时间t ,在t 时间内重力对物体做功的平均功率为 ;在t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为 。
解析:在t 时间内,物体下落的高度h=221gt ,重力对物体所做的总功W=2221t mg ,所以在t 时间内重力对物体做功的平均功率为t mg t W P 221==;在t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为t mg mgv P t t 2==.(3)对公式P=Fv 的讨论。
①当功率P 一定时,vF 1∝。
即做功的力越大,其速度就越小。
当汽车发动机功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。
所以汽车上坡时,司机用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v 一定时,v P ∝。
即做功的力越大,它的功率也越大。
汽车从平路到上坡,若要保持速度不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F 一定时,v P ∝。
即速度越大,功率越大。
起重机吊同一物体以不同速度匀速上升,输出功率不等,速度越大,起重机输出功率越大。
【例题2】飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,这时要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的:A .2倍; B.4倍; C. 6倍; D. 8倍. 解析:飞机、轮船达到最大速度时牵引力F 与阻力f 相等,即F=f,而f=KV 2,所以发动机的输出功率P=FV=KV 3,要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的8倍.4、额定功率和实际功率额定功率指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
实际功率是指机器工作中实际输出的功率。
机器不一定都在额定功率下工作。
实际功率总是小于或等于额定功率。
(三)、课堂小结 (四)、课外作业:把练习二第2、3、4题做在练习本上。
功率功率的物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量平均功率:描述力在一段时间内做功的快慢,用P=W/t 计算,若用P=Fvcos α,V 为t 时间内的平均速度瞬时功率:描述力在某一时刻做功的快慢,只能用P=Fvcos α,V 为某时刻的瞬时速度。
额定功率和实际功率说明:1、本节教学的重点是使学生确切地理解公式P =FV 的意义,为此教材通过实例进行分析,教学中还可以补充一些实例。
2、通过本节的例题的教学,应使学生学会应用基本公式进行计算,对平均功率和瞬时功率有所理解。
3、考虑到发动机的额定功率与汽车的最大速度的关系比较难一些,本书作为选学内容,单独列为专题加以讨论。
在这个专题中,着重分析了汽车由开动到匀速行驶的物理过程,然后运用公式解题,以便使学生养成分析物理过程的习惯,避免简单地套用公式。
第2课时一、教学目的:1、能正确计算常见情况下各力的平均功率和瞬时功率。
2、能正确分析机车的起动过程。
二、重点难点:1、恒定牵引力起动过程的分析。
2、额定功率和实际功率的区别和联系。
三、教学方法:练习、讨论、讲授 四、教 具:多媒体设备 五、教学过程:(一)复习提问,引入新课问题1、质量为m 的物体置于光滑水平面上,在与水平面成α角的恒力作用下由静止开始沿水平方向运动t 时间,那么在t 时间内F 做的功是多少?这段时间内F 的平均功率是多大?t 时刻F 的瞬时功率是多大?(学生先解答,老师再给出正确答案:m t F FS W 222==,mt F P 22=,m t F P t 2=)问题2、当机车的功率一定时,要增大牵引力,必须 (填降低或增大)机车的运动速度;速度是如何变化的呢?本节就研究这一问题。
(二)进行新课1、机车以恒定功率起动情况:P 一定,速度v 变大,加速度a 变小,当a =0时,v 不变,机车匀速运动,这时牵引力F =f阻,而v m =P 额/f 阻。
这个动态过程简图如下:这一起动过程的V-t 图如图1所示。
2、机车以恒定加速度a 起动情况:a一定时,F 也一定,P 随v 增大而增大,当P 达到额定功率P 额后,F 、a 不能维持不变,开始减小,但速度还要增大,直到a =0,v 达到最大v m =P 额/f . 这个动态过程简图如下:这一起动过程的v-t 图如图2所示。
【例题】汽车发动机的额定功率为P=60KW ,汽车质量m=5.0×103kg ,汽车在水平路面上当a =0时,F =f ,速度达到最大值v m .保持v m 匀速运动图1图2行驶时,阻力是车重0.1倍,试问:①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?②汽车从静止开始,保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程维持多长时间?让学生先练,理解上面讲的“两个起动过程”,然后老师再讲解。
两个起动过程,学生是比较难理解的,老师可通过多媒体动画帮助学生弄清这两个过程。
解析:①当汽车达到最大速度时,a=0,此时F=f=μmg,而P=Fv m,所以v m=P/μmg=12m/s.②匀加速运动的加速度a=(F-μmg)/m,设保持匀加速时间为t0,匀加速能达到的最大速度为v0,则此时v0=at0,P=Fv0,解得t0=16s.(三)课堂练习1、汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动,则汽车达到额定功率时,汽车的速度:(答案:B)A.同时达到最大值 B.还没有达到最大值C.在没有达到额定功率前达到最大值 D.此后保持不变2、质量为m=2.0×103kg的汽车,发动机的牵引力功率为P=30KW,在水平公路上能达到的最大速度V m=15m/s,当汽车的速度为V=10m/s时加速度为多大?(答案:0.5m/s2)(四)课堂小结1、机车以恒定功率起动情况:P一定,速度V变大,加速度a变小,当a=0时,V不变,机车匀速运动,这时牵引力F=f阻,而V m=P额/f阻。
2、机车以恒定加速度a起动情况:a一定时,F也一定,P随V增大而增大,当P达到额定功率P额后,F、a不能维持不变,开始减小,但速度还要增大,直到a=0,V达到最大Vm=P 额/f.(五)课外作业1、飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比。
若飞机以速率V匀速飞行时,发动机的功率为P,则当飞机以速率nV匀速飞行时,发动机的功率为:A.np B.2np C.n2p D.n3p。
2、质量为0.5kg的物体,从高处自由落下,物体在下落头2s内,重力对物体做功是J,第3s内重力对物体做功的平均功率是 W;第4s初的即时功率是 w。
(空气阻力不计)3、质量为105kg的机车,以18km/h的初速度,以恒定的功率运行,经4min前进了1.8km,这时机车达到最大速度72km/h,设机车在运行过程中所受的阻力大小不变。
则机车的功率为W,所受阻力大小为 N。
4、一辆汽车在恒定的功率牵引下,在平直的公路上由静止出发,在t=4min的时间内行驶了S=1800m,则在t=4min末汽车的速度()A.等于7.5m/s B.大于7.5m/s C.等于15m/s D.小于15m/s参考答案1、D2、100,125,1503、1.25×102W,6.25×103N4、BD.。