2020高中物理第七章机械能守恒定律第3节功率课件 人教版必修2

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2020高中物理第七章机械能守恒定律第3节功率课件 人教版必修2

第七章 机械能守恒定律 第三节 功率 素养目标定位 素养思维脉络 课前预习反馈 1 .定义: 功跟完成这些功 ____________ 的比值叫做功率。 2 . 定义式: P = __ __ __ 3 . 单位: 国际单位制中,功率的单位是 ________ ,简称 ______ ,符号是 _____ 。 1 W = 1 J/s 技术上常用千瓦 (kW) 做功率的单位, 1 kW = 1 000 W 。 4 . 物理意义: 功率是标量,它是表示力对物体做功 ________ 的物理量。 知识点 1 功率 所用时间  瓦特  瓦  W   快慢  5 .平均功率与瞬时功率 概念 比较项目    平均功率 瞬时功率 定义 在一段 ____________________ 做功的快慢 物体在某一 ________ 或某一 ________ 时做功的快慢 公式 P = __ __ __ 或 P = __ _ __ __ P = F v , v 为某 ________ 的速度 类比物理量 ____________ 、平均加速度 瞬时速度、 ______________ 时间内或某一过程中  时刻  位置  时刻  平均速度  瞬时加速度  知识点 2 额定功率与实际功率   概念 比较项目    额定功率 实际功率 定义 发动机正常条件下长时间工作时的 ________________ 发动机 ____________ 时的输出功率 特点 不同机械额定功率可能 ________ ,但同一机械额定功率 ________ 同一机械实际功率随工作情况而变 联系 为了机械的安全 P 额 ≥ P 实 最大输出功率  实际工作  不同  不变  1 .功率与速度关系式: P = __ __ __( F 与 v 方向相同 ) 。 2 . 应用: 由功率速度关系式知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率 P 一定时,牵引力 F 与速度 v 成 ________ ,要增大牵引力,就要 ________ 速度。 知识点 3 功率与速度 F v   反比  减小  辨析思考 ×   √  ×   ×   √  D   『 想一想 』 右图为某品牌家用轿车中用于改变车速的排挡。手推变速杆到达不同挡位,可获得不同的运动速度,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?为什么? 答案: 1 ;根据 P = F v ,要增大牵引力,就要减小速度。 课内互动探究 如图所示,两个质量相等的人爬相同的楼,他们的重力做的功相同吗?做功的功率相同吗? 提示: 两个人重力做的功相等,但年轻人爬得快,用的时间少,重力做功的功率大。 1 2 . P = F v 中三个量的制约关系 定值 各量间的关系 应用 P 一定 F 与 v 成反比 汽车上坡时,要增大牵引力,应换挡减小速度 v 一定 F 与 P 成正比 汽车上坡时,要使速度不变,应加大油门,增大输出功率,获得较大牵引力 F 一定 P 与 v 成正比 汽车在高速路上,加大油门增大输出功率,可以提高速度 特别提醒: 1. 求平均功率时必须说明是哪段时间或哪一个过程的平均功率。 2 .公式 P = F v 仅适用于 F 与 v 方向相同的情况,若 F 与 v 方向不同,则用 P = F v cos α 来计算功率,其中 α 是 F 与 v 的夹角。       如图所示,质量为 m = 2 kg 的木块在倾角 θ = 37° 的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为 μ = 0.5 ,已知: sin37° = 0.6 , cos37° = 0.8 , g 取 10 m/s 2 。求: (1) 前 2 s 内重力做的功。 (2) 前 2 s 内重力的平均功率。 (3)2 s 未重力的瞬时功率。 典例 1 〔 对点训练 1〕  如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为 2 kg 的物体在 F 作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知, ( g 取 10 m/s 2 ) (    ) A .物体加速度大小为 2 m/s 2 B . 4 s 末 F 的功率大小为 42 W C . F 的大小为 21 N D . 4 s 内 F 做功的平均功率为 42 W B   探究二 机车的两种启动方式 汽车以不同的方式启动,一次保持发动机的功率不变,一次保持加速度不变,请思考: (1) 发动机的功率不变时,汽车的加速度能否保持不变? (2) 汽车的加速度不变时,发动机的功率能否保持不变? 2 提示: (1) 根据 P = F v ,功率不变,速度增大时,牵引力必定减小,由牛顿第二定律可知,汽车的加速度减小; (2) 加速度不变,则牵引力不变,由 P = F v 可知,随着速度的增大,发动机的功率不断增大。 1 .以恒定功率启动: (1) 运动过程分析 (2) 这一过程的 P - t 图像和 v - t 图像如图所示: 2 .以恒定加速度启动: (1) 运动过程分析 (2) 这一过程的 P - t 图像和 v - t 图像如图所示: 特别提醒: (1) 机车以恒定加速度启动时,匀加速结束时的速度,并未达到整个过程的最大速度 v m 。  (2) P = F v 中因为 P 为机车牵引力的功率,所以对应的 F 是牵引力并非合力,这一点在计算时极易出错。       两轮平衡车 ( 如图所示 ) 广受年轻人的喜爱,它的动力系统由电池驱动,能够输出的最大功率为 P 0 ,小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动,受到的阻力恒为 F f 。已知小明和平衡车的总质量为 m ,从启动到达到最大速度的整个过程中,小明和平衡车可视为质点,不计小明 典例 2 对平衡车做的功。 设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做加速度为 a 的匀加速直线运动,则 (    ) A   〔 对点训练 2〕   ( 多选 ) 一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前 5 s 内做匀加速直线运动, 5 s 末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其 v - t 图像如图所示。已知汽车的质量为 m = 2×10 3 kg ,汽车受到地面的阻力为车重的 0.1 倍 ( 取 g = 10 m/s 2 ) 则 (     ) A .汽车在前 5 s 内的牵引力为 4×10 3 N B .汽车在前 5 s 内的牵引力为 6×10 3 N C .汽车的额定功率为 60 kW D .汽车的最大速度为 30 m/s BCD   核心素养提升 应用功率公式 P = F v 的解题技巧      ( 多选 ) 宇航员在地面进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直状态的过程中,下面说法正确的是 (     ) AD   案 例 A .宇航员受到的向心力在逐渐变大 B .重力对宇航员做功的平均功率为零 C .重力对宇航员做功的瞬时功率逐渐增大 D .由于杆的拉力方向始终与宇航员的速度方向垂直,所以拉力对宇航员做的功为零
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