(共35张PPT)
第十一章
简单机械和功
第4节
功率
1.知道功率的概念及物理意义;
2.掌握功率的定义式、推导式及单位;
3.会用功率公式进行简单计算;
4.了解功率在实际生活中的应用。
他们爬相同的楼时,做功相等吗?做功的快慢一样吗?
一、比较做功的快慢
人与起重机,哪个做功快?
你是怎样比较出来的?
做一样多的功,所用时间不同。
甲
乙
在相同的时间内,做功多少不一样。
甲
乙
比较做功快慢的方法:
方法一:
W甲=W乙时,用时间短的则做功快;
方法二:
t甲=
t乙时,做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同,怎样去比较做功的快慢呢?
甲
乙
比较做功快慢的方法与前面学过的那个知识相似?
如何比较运动的快慢?
方法一:所用时间相同,
路程大的速度快
方法二:通过相同的路
程,用时少的速度快
方法三:看单位时间
内通过的路程
如何比较做功的快慢?
方法一:所用时间相同,做
功多的做功快
方法二:做相同的功,用时
少的做功快
方法三:看单位时间内
所做功的多少
类
比
例
典例分析
甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼,每块砖物重为10
N,楼高为3
m,他们搬砖的数量和所用的时间如下表:
甲
乙
丙
砖数(块)
20
20
15
做功(J)
时间(min)
10
20
20
(1)甲、乙、丙做功分别是多少?
600
450
600
(2)甲、乙、丙做功谁最快?谁最慢?
比较做功快慢的一般方法
甲
乙
丙
砖数(块)
20
20
15
做功(J)
时间(min)
10
20
20
600
450
600
60
30
22.5
选取时间为标准进行比较
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
(J/min)
二、功率
1.功与时间之比叫做功率
数值上等于单位时间内所做的功。
2.表达式
P
3.国际单位:
常用单位:
1
kW=
103
W
1
MW=
106
W
焦耳
秒
瓦特
(瓦、W)
功率70
W表示:在1
s内做了70
J的功。
功率70
W表示什么物理意义?
一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌,上面标有一些数据,功率是其中的一项。
型号:5C11
流量:52m3
/h
吸程:10m
功率:1.2kW
功率1.2kW表示什么物理意义?
表示机器在1s内做功1200J。
抽水机
生活中常见的一些功率
蓝鲸游动时的功率可达350
kW
小轿车发动机的功率可达数十千瓦至二百千瓦
飞机发动机的功率可达1
000
kW以上
功率是机器的主要技术性能之一,选购机器,考虑它的功率时要从实际出发。
注意:
例
典例分析
大石头质量为6
t,起重机的吊钩在15
s内将大石头匀速提升了1m,起重机提升大石头的功率是多少?
?
例
典例分析
在抗旱工作中,某单位帮助一个扶贫村打了一口地下水井,并在地面上修建了一个深2
m,能储存30
t水的水池.已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30
m。(g取10N/kg)
求:(1)将30t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功。
(2)水池装满水后,水对池底的压强。
(3)将30t的水从井中抽到水池中需要1h,则这台抽水机的功率不得低于多少瓦?
解:
(1)水的质量:
m
=
30
t
=
30×103
kg
=
3×104
kg,
水受到的重力:
G
=
mg
=
3×104
kg×10
N/kg
=
3×105
N,
抽水机对水做的功:
W
=
Gh
=
3×105
N×30
m
=
9×106
J。
(2)水池中水深
h
=2
m,则水对池底的压强:
p
=
ρgh
=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×2
m=2×104
Pa
(3)抽水机抽水的时间
t
=
1
h
=
3
600
s,则抽水机的功率至少是:
三、功率的推导公式
1.推导功率的计算公式
P
=
Fv
由W
=
Fs、
可得
(1)当物体的功率一定时,它受到的牵引力越大,速度越小。
(2)当物体的牵引力一定时,功率与速度成正比。
(3)当物体速度一定时,牵引力越大,它的功率越大。
2.公式
P
=
Fv
表示什么物理意义?
3.功和功率的区别
在平直公路上匀速行驶的汽车,发动机的实际输出功率为60
kW,速度为30
m/s,则下列说法中错误的是(
)
A.汽车受到的牵引力是2
000
N
B.汽车受到的阻力是2
000
N
C.牵引力做功是60
000
J
D.行驶10
s牵引力做功6×105
J
C
例
典例分析
四、功率的测量
【探究目的】
估测人爬楼的功率
【实验原理】
【测量的物理量】
人的质量m、一级台阶的高度ho、走过的台阶数n、所用的时间t
【实验器材】
磅秤、停表、刻度尺
【步骤】
步骤1:用磅秤测出人的质量m;
步骤2:先用刻度尺测出一级台阶的高度ho
,再用停表测出人走过n级台阶所用的时间t。
【实验表格】
【表达式】
归
纳
比较人上楼时的功率的三种方法:
(1)做功时间相同,比较做功的多少;
(2)做功相同,比较所用时间的长短;
(3)做功和做功所用时间都不相同,计算功率进行比较。
要测量小敏同学上楼梯时的功率,不需要测量她的(
)
A.质量
B.通过的楼梯高度
C.通过的路程
D.上楼梯所用的时间
例
典例分析
解析:要测量人上楼梯时的功率,可知要测出W和t,其中t就是人上楼梯所用的时间,W就是人克服重力所做的功,即要测量人的质量和通过的楼梯高度。显然测量上楼梯时的功率与人通过的路程是没有关系的。
答案:
C
功率
公式
概念
物理意义
单位
功率是表示物体做功快慢的物理量
功与做功时间之比
瓦特,符号W,1kW
=
1000W
1.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图甲、乙所示,两位同学均从一楼搬运物体到三楼。
由图中提供的信息,可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是:
(1)________________________________________________;
(2)_________________________________________________。
做同样的功,比较用时多少,时间少的做功快
在相同的时间内,比较做功的多少,做功多的做功快
2.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大,则(
)
A.甲做的功比乙做的功多
B.甲做功比乙做功快
C.甲做功所用的时间比乙的少
D.以上说法都不对
B
3.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是(
)
A.运动员的质量
B.攀岩的高度
C.攀岩所用的时间
D.运动员的身高
D
解析:攀岩是克服自身的重力做功,功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积。
在瓦特之前,已经有纽科门发明的蒸汽机,但是消耗大而效率低,瓦特花了10年时间,研制出精巧实用的新型蒸汽机,由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输,都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜,为了纪念瓦特这位伟大的发明家,人们把常用的功率单位定为瓦特,简称瓦。
瓦特
James
Watt
英国
1736-1819