文档介绍：三、功率
一、课前预习
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现实生活中,人们往往比较的并不是做功的多少,而是做功的快慢。因此,了解功率的物理意义,它是反映物体做功快慢的物理量。
在计算功率时,首先要知道所要求的何种功率?再根据不同功率利用不同公式,两种公式不可混淆。
对于汽车启动的两种模型中,要清楚各个物理量之间的相互制约的关系,要从两个基本式子来考虑。
资料卡片
功的概念在瓦特的时代去计量机械能是很有意思的,采用单位时间机械所作的功,创造出功率的概念。然而,这又出现另一个问题,功率是单位时间所作的功,其表达形式是力与单位时间的成积。它所描述的是不是单位时间所使用的能量呢,对于接受能量物体,是否从单位时间里所接受的,使它的存在状态发生改变的是否属于能量的概念呢?为了维护科学对此的表达体系,科学和工业是否应从此分开呢。将能量的定义推广到改变物质存在状态,符合这样的特点的都将它称之为能量。并从整体的物质运动的变化中对其进行检验。这样也许不符合传统科技人员思考问题的方法。从功率和功的概念中,存在着两种定义。一种是功,表达式为力与距离的成积;另一种是功率的概念,其表达式为力与时间的成积。两者量纲是不同的,但描述实体的属性确是同一的。
二、课堂释疑
要点预览
:功跟完成这些功所用的时间的比值。它反映物体做功快慢的物理量,它是标量。
:
平均功率:描述一段时间内做功快慢。公式P=W/t.
瞬时功率:描述任一时刻作功的快慢。公式P=Fv cosα
(1).汽车以恒定的功率启动(设整个过程中阻力为f不变)
汽车启动后速度不断增大,所以牵引力F=,不断的减小。汽车的加速度a=,可知随汽车的速度不断增大,汽车的加速度不断的减小,当a=0时,汽车的速度达到最大值vm=.以后汽车将做匀速运动。整个启动过程是加速度不断减小速度不断增加的变加速过程。
(2).汽车以恒定的加速度启动(设整个过程中阻力为f不变)
汽车启动后,由a=可知,开始汽车的牵引力不变,随着速度的不断增加,由P=Fv可知,汽车的输出功率不断的增大,当其功率达到额定功率时,由-f=ma
,以后速度再增加,由于功率不增加(已达到额定功率),所以汽车牵引力减小,直到为0。也就是说,当汽车的的功率达到额定功率后,汽车做的是恒功率启动,具体过程和恒功率启动一样。
典型例题
【例1】某物体自由下落,在它的速度由零增加到5m/s和由5m/s增加到10m/s的两段时间内,重力做的平均功率比为。
【解答】重力做功的平均功率P=.而W=mgh=mg(vt2-v02)/2g,t=(vt-v0)/g,可得
P= mg(vt+v0)/2。所以P1:P2=1:3
【点评】本题主要考查的是平均功率的计算,要求同学们在解题过程中,熟练掌握公式的运用。
【例2】一个质量为m的物体,从高度为h,长度为L的光滑斜面顶端由静止开始下滑,求物体到达斜面底端时重力做功的功率?
【解答】重力做功的瞬时功率P=mgv cosα,而速度v是沿着斜面向下的。设斜面的倾角为θ根据v==,而α=(90○-θ),
所以P=mgv cosα=mgsinθ=mgh/L
【点评】本题主要考查对瞬时功率的计算,要求同学们对三角关系理解通彻,并且灵活运用公式.