粤教版高中物理必修第二册精品课件 第4章 机械能及其守恒定律 第二节 功率.ppt

规律总结求解功率时应该注意的三个问题(1)首先要明确是求哪个力的功率,是某个力的功率,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,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率.(2)若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,再确定该时刻或该位置的速度,应用公式P=Fv求解;如果F、v不同向,则P=Fvcosα,α为F与v方向间的夹角.(3)求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念.读题时一定注意一些关键词:“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率,只能用P=Fv求解;“某段时间内”或“某个过程中”等词语,则是求平均功率,此时可用求解,也可以用P=Fv求解,此时v对应的是平均速度.对点演练1.如图所示,同一高度处有4个质量相同且可视为质点的小球,现使小球A做自由落体运动,小球B做平抛运动,小球C做竖直上抛运动,小球D做竖直下抛运动,且小球B、C、D抛出时的初速度大小相同,不计空气阻力.小球从释放或抛出到落地的过程中()A.重力对4个小球做的功不同B.重力对4个小球做功的平均功率相等C.落地前瞬间,重力对4个小球的瞬时功率大小关系为PA=PBPC=PDC解析4个小球从抛出点到落地点的竖直位移相等,由WG=mgh,可知重力做落地时重力的瞬时功率P=mgvy,vy为竖直方向上的分速度,由于落地时小球A、B竖直分速度相等,小球C、D竖直分速度相等,且小球C、D竖直分速度较大,故PA=PBPC=PD,C正确.角度2生产生活中的功率【例题2】一台抽水机每秒能把20kg的水抽到15m高的水塔上,重力加速度g取10m/s2,这台抽水机输出的功率至少为()A.1kW B.2kWC.3kW D.4kWC解析抽水机1s内做的功W=mgh=3000J,则抽水机的功率为=3kW,选项C正确.探究点二机车的两种启动方式导学探究在平直的公路上,小汽车以恒定的功率启动,假设运动过程中汽车所受阻力不变.思考并探究下面的问题:(1)用P=Fv研究汽车启动时,F是什么力?(2)汽车的加速度如何变化?汽车做什么运动?提示(1)公式P=Fv中的F是汽车所受的牵引力;(2)汽车以恒定的功率启动,随着速度的增大,牵引力F在减小,汽车的加速度减小,即汽车做加速度减小的加速运动.知识归纳1.关系式P=Fv中各物理量间的关系(1)同体关系.关系式P=Fv中的P、F、v是对应于同一个物体的三个物理量,对于不在同一物体上的情况没有意义.(2)同时关系.P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的,应用关系式P=Fv进行分析时,这三个物理量一定要对应于运动物体的同一时刻.(3)同向关系.F、v是两个矢量,必须具有相同的方向,若二者方向不同,成一定夹角α时,该关系式变形为P=Fvcosα.2.两种启动方式的过程分析典例剖析【例题3】假定额定功率为80kW的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车质量为2×103kg,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,运动过程中阻力不变,求:(1)汽车所受的恒定阻力大小;(2)汽车匀加速运动的最长时间.解析(1)依题意,当汽车达到最大速度时,F牵=f(2)在匀加速阶段,据牛顿第二定律有F牵-f=ma得F牵=f+ma=8×103N当汽车达到额定功率时P额=F牵v答案(1)4×103N(2)5s规律方法“机车启动问题”中常见物理量的求法(1)机车的最大速度vmax的求法:机车达到匀速前进时速度最大,此时牵引力对点演练2.(2024广东广州阶段练习)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变化的图像,可能正确的是()A解析根据描述该汽车的速度v随时间t变化的图像可知,汽车前一段时间做加速运动,根据P=F1v,F1-f=ma1,当功率为P1时,速度增大,牵引力减小,加速度减小,图像是一条曲线,图像斜率的绝对值表示加速度大小,即汽车做加速度减小的变加速直线运动,当加速度减小到0时,速度达到最大值,之后做匀速直线运动,图像是一条平行于时间轴的直线,当功率减小为P2时,牵引力突然减小,即牵引力突然变得比阻力f小,汽车随后做减速运动,根据P=F2v,f-F2=ma2,可知,速度减小,牵引力增大,加速度减小,图像为一条曲线,图像斜率的绝对值表示加速度大小,即汽车将做加速度减小的变减速直线运动,当加速度为0时,速度达到最小值,之后