学习目标： 1 、理解功率的概念并能运用功率的定义式 P ＝ W/t 进行有关计算。

1. 学习目标： 1、理解功率的概念并能运用功率的定义式P＝W/t进行有关计算。 2、理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公式P＝Fvcosα的意义，并能用来解释有关现象和进行计算。 3、知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问题中计算瞬时功率与平均功率。 4、知道什么是能源及其分类且了解新能源的优点及应用前景。 重点难点：功率的理解及有关应用。

2. 比 较 一、功率 1、引例：如何描述物体做功的快慢 　右图，用起重机按下图所示的三种方式分三次用一秒钟将物体吊起。 　第三次做功与第一次相比较哪个较大，由于所用时间相同，哪个做功较快？ 起重机第二次对物体做功与第一次比较哪个较大，由于时间相同，哪个做功较快？ 第三次比第一次快：W3=3W1 第二次比第一次快

3. 3、公式： 2、功率：为了描述物体做功的快慢，人们引入一个新 的物理量——功率（Ｐ）。 单位时间内做的功的多少，叫功率 4、国际单位：瓦特（w)，1焦耳/秒=1瓦，即1s秒钟内 做功1焦耳；1kw=1000w。 Fvcosα

4. ①公式P＝Fv中的力F与速度v应共线，若v为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率， 若 为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率。 的比较 平均功率与瞬时功率 （2）P＝Fv的物理意义的理解

5. FN f G ②用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率； 汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率。 ③P＝Fv中三个量的制约关系

6. 6．额定功率与实际功率 1、概念：机械正常工作时，允许达到的_________叫做额定功率，机械_________的功率叫做实际功率。机械实际的输出功率(即实际功率)应等于或小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可能略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 【温馨提醒】(1)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝F 或P＝W/t来计算。 (2)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用瞬时功率公式P＝F·v来计算。如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算。 最大功率 实际运行

7. 2、用电器的铭牌 全自动洗衣机(XQB55－2155) 型号：XQB55－2155 洗涤/脱水容量：5.5 kg 额定输入功率：325 W(洗涤) 255 W(脱水) 最大耗水量：129 L 进水口压强：0.03～0.78 MPa 净重：29 kg 外形尺寸：630×614×940(单位：mm)(长×宽×高)

9. 例2：质量为2t的汽车，发动机的牵引功率为30kW，在水平公路上，能达到的最大速度为15m/s，则当汽车的速度为10m/s时的加速度为()例2：质量为2t的汽车，发动机的牵引功率为30kW，在水平公路上，能达到的最大速度为15m/s，则当汽车的速度为10m/s时的加速度为() A．0.5m/s2B．1m/s2 C．1.5m/s2 D．2m/s2 分析：“达到最大速度 (vmax)”→(a=0)→(F合=0)→(f=F牵)

10. 例3：一物体在光滑水平面上受到水平方向的恒定拉力F＝10N的例3：一物体在光滑水平面上受到水平方向的恒定拉力F＝10N的 作用，从静止开始经历了3s，速度达到8m/s。求： (1)这一过程中拉力做功的平均功率； (2)第3s末拉力的瞬时功率。 【精讲精析】该物体由静止开始做匀加速直线运动，根据运动学公式求出3s内的位移或平均速度即可。

11. 例4：一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率Ｐ在倾角为 的同 一斜坡上分别向上和向下匀速行驶，如图，汽车受到的阻力均为 f求(1)汽车上坡时的速度v1和牵引力F1，(2)汽车下坡时的速度v2　和牵引力F2。 解得： 解得： 分析 解：(1)汽车上坡时沿斜面做匀速直线运动，则有： (2)汽车下坡时，同理则有：

12. f F ② 2、汽车以恒定功率启动和恒定牵引力启动(a恒定)区别 （1）汽车以恒定功率启动的运动过程是： 动力学分析： 启动时： 启动后： ①在此过程中，F、V、a的变化情况为： ③v-t图象及P-t图象：

13. ② （2）汽车以恒定牵引力（a恒定）启动的运动过程是： ①在此过程中，F、P、a、V的变化情况为： ③ v-t图象及P-t图象:

14. 两种启动方式的图象对比：

15. 【点拨】要明确a、F、P、v各个物理量相互之间的联系和相互制约的关系，明确每一步的推理依据，特别要注意汽车匀加速运动结束的条件和达到最大速度的条件。【点拨】要明确a、F、P、v各个物理量相互之间的联系和相互制约的关系，明确每一步的推理依据，特别要注意汽车匀加速运动结束的条件和达到最大速度的条件。 【解答】车受牵引力和阻力作用，依据牛顿运动定律和功率与速度关系写出加速度表达式，然后进行讨论，当a＝0时，速度最 大。匀加速时，v变大，P变大，当P达到额定功率时，匀加速的速度达到最大。 例5：汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。 (1)若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达5m/s时，加速度多大？ (2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？这一过程中发动机的牵引力做功多少？

16. 【答案】(1)12m/s1.4m/s2(2)16s4.8×105J 例5：汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。 (1)若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达5m/s时，加速度多大？ (2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？这一过程中发动机的牵引力做功多少？

17. 6：

19. 例8：质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=2s的时间内重力所做的功等于多少？在这段时间内重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬时功率等于多少？例8：质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=2s的时间内重力所做的功等于多少？在这段时间内重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬时功率等于多少？ 解：物体自由下落2s的高度为 这段时间内重力所做的功 这段时间内平均功率为 物体下落2s末的速度为： 在2s末重力做功的瞬时功率为：

20. 解：(1)根据牛顿第二定律，得F－f＝ma，又因为P＝Fv，所以解：(1)根据牛顿第二定律，得F－f＝ma，又因为P＝Fv，所以 (2)根据牛顿第二定律，得F－f＝ma，又因为P＝Fv，所以 (3)根据牛顿第二定律，得F－f＝ma；当F＝f时，火车速度最大，所以 例9：火车在运行中保持额定功率2500kW，火车的总质量是1000 t，所受阻力恒定为1.56×105 N。求： (1)火车的加速度是1m/s2时，速度是多大？ (2)火车的速度是12m/s时，加速度是多少？ (3)火车的最大速度是多少？ 分析：本题是关于火车以恒定功率启动的问题，在此过程中，火车做加速度减小的变加速直线运动，直到加速度为零(即牵引力等于阻力)时，速度达到最大． 答案：(1)2.16m/s(2)5.2×10－2m/s2(3)16m/s

21. 解（1）汽车最大行驶速度为： 例10：一种氢气燃料的汽车，质量为M=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； （5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 分析：汽车以恒定加速度（a）启动时，其运动特点和规律为：

22. 由Ｐ额＝ＦV１得： 解（3）当速度为5m/s时，处于匀加速阶段，汽车牵引力的瞬时功率为： 例10：一种氢气燃料的汽车，质量为M=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； （5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 解（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v，由Ｆ－f=ma得

23. 当速度为32m/s时，汽车处于恒定功率启动阶段，设牵引力为Ｆˊ，当速度为32m/s时，汽车处于恒定功率启动阶段，设牵引力为Ｆˊ， 加速度为aˊ， 例10：一种氢气燃料的汽车，质量为M=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； （5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 解（4）当汽车以恒定功率启动时，汽车运动的特点和规律为：

24. 解（5）汽车从静止到最大行驶速度为匀加速阶段：解（5）汽车从静止到最大行驶速度为匀加速阶段： 例10：一种氢气燃料的汽车，质量为M=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； （5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 设恒定功率启动阶段的时间为t2，由动能定理得： 解得：t=35s 总时间为:T=(20+35)s=55s

25. 摩擦力对工件做的功 例11：水平传送带的运行速度v=2m/s(对地)，现将一质量为m=2kg的工件沿竖直向下方向轻轻地放到传送带上，如图，已知工件与传送带之间的摩擦系数，在放下手5s内，摩擦力对工件做了多少功？摩擦力对工件做功的最大功率是多少？ 解：由牛顿第二定律与运动学公式，有 由(1)、(2)两式得 说明经过1s的时间，工件已达到速度v，根据动能定理有：

26. 例12：如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s的匀 速运动。取g＝10m/s2，不计额外功求： (1)起重机允许输出的最大功率； (2)重物做匀加速运动所经历的时间和 起重机在第2秒末的输出功率。 解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。 F0＝mg ② P0＝F0Vm①； 联立①②代入数据有：P0＝5.1×104 W。 ③

27. (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出 的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有： P0＝Fv1 ④；F－mg＝ma ⑤；v1＝at1 ⑥； 由③④⑤⑥代入数据，得t1＝5s⑦ t＝2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2＝at ⑧；P＝Fv2 ⑨； 由⑤⑧⑨代入数据，得P＝2.04×104W。 例12：如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s的匀 速运动。取g＝10m/s2，不计额外功求： (1)起重机允许输出的最大功率； (2)重物做匀加速运动所经历的时间和 起重机在第2秒末的输出功率。