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第十一章 功和机械能
第2节 功率
初中物理八下(人教版)
目录
一、比较做功快慢的方法
二、功率
三、功率的计算
学习目标
1
2
能用功率的计算公式进行简单的计算;
知道功率的概念及物理意义;
3
了解功率在实际生活中的应用
挖一样的土、对土做一样多的功,用挖土机来挖和一个人用铁铲来挖所用的时间是完全不一样的。可见,做功除了有多少之外,还有快慢的区别,那么在物理学中,怎样描述做功的快慢呢
人们选用机械来做功时,不仅要考虑做功多少,还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快;拖拉机耕地比牛耕地要快;起重吊车比滑轮做功快;机械收割比人工快等等。
一、比较做功快慢的方法
1.比较做功的快慢
甲
乙
甲
乙
时间相同,比较做功的多少
做功多少相同,比较所用的时间
相同时间比路程
相同路程比时间
2.比较物体运动的快慢
速度=——
路程
时间
路程与时间之比叫做速度,它在数值上等于单位时间内通过的路程。
要比较不同物体做功的快慢,必须同时考虑两个因素。
因此,我们可以用单位时间内所做的功的多少来表示做功的快慢。
①物体做功的大小;
②物体做功所用的时间。
二、功率
t
P
W
=
t
P
W
=
t
W
P
=
公式
变形公式:
求功
求时间
功率是用来表示做功快慢的物理量。功与做功所用时间之比,叫做功率,它在数值上等于单位时间内所做的功。通常用符号“P”表示。
单位:
国际单位:瓦特 ,符号 W
常用单位:千瓦 (kW)、兆瓦(MW)
换算关系: 1kW=103W 1W=1J/s
①使用公式时,一定要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是时间t内的功率。
②由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ,即在时间t内的平均功率。
W——某个力做的功——焦耳(J)
t——做这些功所用的时间——秒(s)
P——这个力做功的功率——瓦特(W)或焦耳每秒(J/s)
t
W
P
=
功率的物理意义
(1)功率表示做功的快慢,功率越大,做功越快;功率越小,做功越慢。
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?
表示:_______________________80J
(2)功率的大小表示单位时间内做功的多少。
小明推车做功的功率为80W,
小明每秒可对车子做功
计算功率的另一公式:
F表示物体受的力,v表示物体的运动速度。适用条件:F与v在同一条直线上。
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。
P= Fv
W
N
m/s
例1 大石头质量为6 t,起重机在15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1 m,起重机提升大石头的功率是多少?g取10N/kg。
解 :因为匀速提升,起重机提升大石头的拉力与大石头所受的重力相等,即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
大石头在拉力的方向上移动的距离s =1m
三、功率的计算
所以拉力做的功W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J
功率
起重机提升大石头的功率是4×103W。
例2.高出水面30 m处有一个容积是50 m3的蓄水池,要用一台离心式水泵给蓄水池抽水,1 h能把水池充满即可,这台水泵的功率至少是多少?(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg,结果保留整数)
解: 根据ρ=可知,m=ρ水V=1×103 kg/m3×50 m3=5×104 kg,
所以水的重力为G=mg=5×104 kg×10 N/kg=5×105 N,
水泵做的功为W=Gh=5×105 N×30 m=1.5×107 J,
则这台水泵的功率为P==≈4 167 W。
比较项目 功 功率 速度
物理意义
定义
符号
公式
单位
联系 表示做功多少
表示做功快慢
表示运动快慢
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
单位时间内所做的功
W
P
v
焦(J)
瓦(W)
米每秒(m/s)
W = Fs
单位时间内通过的路程
W = Fvt
P = Fv
W = Pt
常见的功率
骑车功率约70 W
慢跑功率约几十瓦
汽车功率约200 kW
蓝鲸游动时功率约350 kW
昆虫功率约2×10 -5 W
课堂总结
功率
物理意义
功率的计算
功与做功所用时间之比
表示物体做功快慢
定义式:P=—
定义
功率
推导式:P=Fv
W
t
1.在平直公路上匀速行驶的汽车,发动机 的实际输出功率为60kW,速度为30m/s,则下列说法中错误的是( )
A.汽车受到的牵引力是2000N
B.汽车受到的阻力是2000N
C.牵引力做功是60000J
D.行驶10s牵引力做功6×105J
当堂训练
2.汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡,这样做是为了( )
A.增大汽车惯性 B.减小汽车牵引力
C.增大汽车速度 D.增大汽车牵引力
3.如图所示是轻型水陆两栖飞机,可用 于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg,g取10N/kg。问:
4.山娃家住农村,爷爷想买一台离心式水泵,把水抽到高出水面30m处容积是50m3的储水池中,要求1h能把储水池充满即可。爷爷让山娃算一算需要购买功率至少是多少kW的水泵?可是山娃刚上八年级,你能帮帮他吗?(g=10N/kg)
5.重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800km,运行时间约为300h。中欧班列在平直路面匀速行驶时,和谐型大功率机车提供的牵引力约为9.6×107N。则:
(1)中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时?
(2)中欧班列在平直路面上以v=20m/s匀速行驶时,机车功率约为多少瓦?
谢谢