功率课件+-2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptxVIP

第1章功和机械能1.2功率

导入：在生产生活中，人们不仅关注做功的多少还关注做功的快慢。例如，借助挖掘机挖土比直接用人工挖土做功快得多(图1-6)。怎样描述做功的快慢?本节我们将在初中物理的基础上进一步深化对功率的认识。图1-6挖掘机挖土

1功率的含义

定义01做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与做这些功所耗费的时间有关。物理学中将力所做的功W与完成这些功所用的时间t之比，称为功率(power)，用符号P表示。

公式02?单位03在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号W表示。

如果某力在1s内做1J的功，它的功率就是1W。瓦这个单位比较小，常用千瓦(kW)作为功率的单位。1kW＝1000W物理意义：功率是描述做功快慢的物理量，是标量。

常见机械的功率

汽车、轮船、火车等交通工具和各种起重机械的动力由内燃机或电动机等动力机械提供，功率是衡量动力机械性能的重要参数。

功率额定功率实际功率每一种动力机械都有一个长时间工作的最大允许功率，这个功率称为机械的额定功率(ratedpower)。实际工作时的功率。动力机械的功率可能大于或小于额定功率。

例如，汽车爬陡坡时，如果要保持较大速度，实际功率就可能超过额定功率，这对动力机械有害，要尽量避免。汽车在平直公路上缓慢匀速行驶时，实际功率就往往小于额定功率。

一些机械的功率见表1-1

机械的功率表示其做功的快慢。从表中可以看出，随着社会的发展和技术的进步，一些同类型机械的功率越来越大，表示其做功越来越快，即在同样的时间里能够做更多的功。

发动机的功率是什么力做功的功率呢？牵引力

3功率与力、速度的关系

当我们用恒力F推动书本，让书本在水平桌面上做直线运动时(图1-7)，力F对书本做功的功率是多大呢?

?P＝FvF2F1Fαv

从上面推导可见，公式中的v是平均速度，对应的功率P是t时间内的平均功率。若时间间隔很小，我们可将平均速度看成瞬时速度，那么此时的功率P可看成该时刻的瞬时功率。当物体受力为变力时，在力与速度方向相同的情况下，功率P＝Fv仍然成立，此时v为瞬时速度，F为相应时刻的力，P则为对应的瞬时功率。

平均功率瞬时功率物体在一段时间做功的功率的平均值某一瞬间的功率P＝Fvcosα，其中v为平均速度P＝Fvcosα，其中v为瞬时速度?

外力做的总功，等于各力做功的代数合外力做的总功，等于这些外力的合力做的功求总功率的方法??

汽车启动问题

以额定功率启动（P一定）01由公式P＝Fv可知，当功率P一定时，力F与物体运动的速度v成反比。例如，机械正常工作时的功率通常是一定的，车床在切削硬的工件时需要用较大的力，因此要降低车床的运转速度。

????F减小a减小

vmvt0最终以最大速度做匀速直线运动做加速度减小的变加速直线运动

以恒定加速度启动（a一定）02当速度一定时，力F与功率P成正比。例如，汽车上坡时(图1—8)，司机可通过加大油门，提高发动机的输出功率来增大牵引力。

???以额定功率加速v增大P增大

vmvt0做加速度减小的变加速直线运动最开始做匀加速直线运动最终以最大速度做匀速直线运动vp

一列高速列车总质量m＝465t，其额定功率P＝5300kW，在水平直轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Fm是车重的0.018。列车以额定功率工作，取重力加速度g＝10m/s，求：(1)当行驶速度v＝10m/s时，列车的牵引力和加速度；(2)列车在水平直轨道上行驶的最大速度。典例

?

运用功率概念和牛顿第二定律解决列车行驶等问题时，牵引力是连接二者的桥梁。此时，功率公式中的F是牵引力。火车或汽车以额定功率水平行驶，当牵引力等于阻力时，速度最大。策略方法

解由题意可知Fm＝0.018mg。设列车以额定功率工作，当行驶速度v＝10m/s时，牵引力为F1；行驶速度达到最大值vmax时，牵引力为F2。

?(1)当行驶速度v＝10m/s时，列车的牵引力和加速度；

?(2)列车在水平直轨道上行驶的最大速度。

讨论列车的最大行驶速度与其额定功率成正比，与受到的阻力成反比。因此，要提高列车的最大行驶速度，就需增大发动机的额定功率，并尽量减小阻力。动车组通常由多节动力车厢相连，且外形被设计成流线型。请解释一下其中的道理。

前面我们讨论了机械以额定功率工作的问题，那么机械不在额定功率下工作的问题又该怎样求解呢?试解答下面的问题。知识拓展

在符合安全行驶要求的情况下，通过减少汽车内放置的物品和控制油箱里的油量等措施，可实现节能减排。一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶时，采取以上措施前、后汽车受到的阻力分别为2