(共29张PPT)
功率
第11章 第2节
1.掌握功率的概念,理解功率的物理意义,并能写出功率的定义式及其单位
2.能应用功率的定义式进行简单的计算,能利用功率的概念设计实验来测量生活中功率的大小
3.通过对功率物理意义的理解,体会生活实例中功率的含义
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
(1)相同时间比路程
(2)相同路程比时间
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。
(3)速度=——
路程
时间
比较物体运动的快慢
知识点1 比较做功快慢的方法
用时10min
用时10min
用时15min
用时10min
(1)时间相同,比较做功的多少;
(2)做功多少相同,比较所用的时间。
比较做功的快慢
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。
图中的两人爬相同的楼梯,两人升高的高度相同,但由于两人的质量不同,根据W=Fs=Gh=mgh可知,两人做功不相同,老人比小孩做的功多;由于两人上楼所用的时间不确定,所以他们做功的快慢可能相同,也可能不相同。
一个老人和一个小孩一起爬相同的楼梯,做功相同吗?做功的快慢相同吗?
知识点2 功率
就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,为了表示做功的快慢,我们引入了功率的概念。
t
P
W
=
t
P
W
=
t
W
P
=
2.公式
变形公式:
求功
求时间
1.功率的定义
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。
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
=
3.功率的单位
在国际单位制中,功率的单位是:焦耳每秒(J/s) 。它是由功的单位—焦耳和时间的单位—秒组合而成的。它有个专门的名称叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1kW =1000W 1 MW=106W
1W=1J/s
常用单位还有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
詹姆斯·瓦特在1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机,之后又经过一系列重大改进,使蒸汽机在工业上得到广泛的应用。他使人类进入“蒸汽时代”。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为瓦特(W)。
詹姆斯·瓦特
4.功率的物理意义
做功相等,做功快慢可能不同。
(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。
表示:_______________________80J
(2)功率的大小表示单位时间内做功的多少。
小明每秒可对车子做功
小明推车做功的功率为80W,
人步行的功率约为几十瓦
生活中常见的一些功率
人骑自行车的功率约为100W
推土机的功率约为126~165kW
内燃机车的功率约为9600kW
(2021·昆明中考)采用求功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做_______。这种方法,实质上还是用_________________ (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
功率
时间相同比较功
(2021·安徽中考)如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度.已知小明的体重为500N,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4次引体向上所用的时间为10s.
求:(1)小明完成1次引体向上所做的功;
(2)10s内小明做引体向上的功率
当物体在力F的作用下,以速度v沿力的方向做匀速直线运动时,力F做功的功率可以表示为:
功率计算的推导公式
t
W
P
=
=
Fs
t
=
F·
Fv
s
t
=
也适用于变速直线运动
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
由P=Fv可知,当功率P一定时,速度v越小,力F越大;当力F一定时,功率P越大,速度v越大;当速度v一定时,功率P越大,力F越大。
如汽车发动机的功率一定而又要爬又长又陡的坡时,司机常采取的措施是换挡减速,以获得更大的牵引力。
(2021·吉林中考)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,50s内通过的路程是1000m,它的速度为______ m/s,汽车受到的牵引力为3000N,牵引力做功的功率为________W。
20
6×104
知识点3 功率的测量
由P=W/t可知,要测量功率,必须测量物体(或机械)所做的功W和完成这些功所用的时间t。
要测自已上楼的功率,需测出自己的质量m、楼层的高度h和上楼所用的时间t。
测量人爬楼梯的功率
实验器材:
体重计,皮尺,秒表。
实验步骤:
(1)用体重计测出自己的质量m,求出自己的重力G。
(2)用皮尺测出所登楼层的高度h。
(3)用秒表测出自己上楼所用的时间t。
(4)用公式P= = 求出人上楼的功率P。
W
t
mgh
t
春游时,在一座山脚下,明明和祥祥决定进行爬山比赛。他们同时出发,结果又同时到达山顶,想判断谁的功率大,还需知道的物理量是( )
A.山的高度
B.两人的体重
C.爬山的时间
D.两人的身高
B
已知
功率
物理意义
功率的测量
功与做功所用时间之比
表示物体做功快慢
定义式:P=—
定义
功率的表达式
推导式:P=Fv
W
t
1. 如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过a、b、c三个点,且a、b之间和b、c之间的距离相等。 F在ab段做功W1,做功功率P1;在bc段做功W2,做功功率P2,则有W1_______ W2,P1_____P2 (选填“>”“<” 或“=”)。
F
O a b c
=
<
2.(2021·宜昌中考)小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______ J,他所做总功的功率是_______W。
360
24
3.(2021·岳阳中考)小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼,比较两次搬书过程对书做的功和做功的功率,下列判断正确的是( )
A.用时少的做功多
B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多
D.用时多的做功功率大
B
4.(2021·内江中考)如图所示,用20N的水平推力经过2s时间,使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。在这个过程中重力做的功为_____J,推力 F的功率为_______W。
0
5