功率知识精讲 鲁教版.doc

用心爱心专心115号编辑功率知识精讲一.本周教学内容：§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进行有关的计算。3.理解公式P＝Fv的意义，能用来解释现象和进行计算。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：3.单位及单位换算：瓦特（W），千瓦（kW）1kW＝1000W4.变形公式：P＝Fvcosθ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，则要求这段位移（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，可用计算如果用P＝Fvcosθ计算，F必须为恒力，v为平均速率。6.瞬时功率：只能用P＝Fvcosθ计算，v为瞬时速度，P为瞬时速率。重力的功率可表示为PG＝mgvy，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：Ｐ＝F·ｖ由于求出的是物体在时间ｔ内的平均速度.则Ｐ＝Fｖ求出的是F在时间ｔ内的平均功率.如果ｔ取得足够小，则ｖ就可以为某一时刻的瞬时速度.据Ｐ＝Fｖ求出的就是F在该时刻的瞬时功率.所以：平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)瞬时功率Ｐ＝Fｖ(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：BC例3.如图所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，则[]A.P1＝P2＝P3B.P1＞P2＝P3C.P3＞P2＞P1D.P1＞P2＞P3解析：三种情况中，物体从底端运动到顶端的加速度相同，它们的运动时间相同，运动过程也相同在情况a中，根据牛顿第二定律得作用力F1＝mgsinα+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F2cosα＝mgsinα+ma，F3cosθ＝mgsinα+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（F1、F2、F3），其中斜面支持力对物体不做功，重力对物体做功均为WG＝－mgh（h为斜面高）.物体运动中的加速度和运动时间相同，到达斜面顶端的动能变化相同，因此，三个力F1、F2、F3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，但分析时采用的基本公式都是P＝Fv和F－f＝ma①恒定功率的加速。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）。以恒定功率启动的运动过程是：变加速（a↓）（a＝0）匀速，在此过程中，F牵、v、a的变化情况：所以汽车达到最大速度时a＝0，F＝f；P＝Fvm＝fvm.②恒定牵引力（加速度）的加速。由公式P＝Fv和F－f＝ma知，由于F恒定，所以a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，其最大速度为，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。可见恒定牵引力加速时的功率一定不恒定。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）。②以恒定牵引力匀加速启动的运动过程是：匀加速当功率增大到额定功率Pm后，变加速（a↓）（a＝0）匀速.各个量（牵引功率、牵引力、加速度、速度）的变化情况如下：······由图象来区别两种机车启动过程：