(共29张PPT)
第2节 功率
第十一章 功和机械能
导入
实例1:小头爸爸和大头儿子分别将5块砖运到二楼,小头爸爸用了10s,
大头儿子用了28s,这个过程中是否有力对砖做功?两个人做功的多少是否相同?
做功的快慢是否相同?
做功的多少相同,时间不同,做功的快慢不同,时间短的做功快。
实例2:小头爸爸和大头儿子同时不间断地搬砖到二楼,两人都用了15min,
小头爸爸搬了450块砖,大头儿子搬了160块砖,他们对砖做功的多少是否相同?做功的快慢是否相同?
时间相同,做功的多少不同,做功的快慢不同,做功多的做功快。
导入
实例3: 方头爷爷和大头儿子不搬砖,一起爬相同的楼梯到二楼,做功相同吗?
做功的快慢相同吗?
方头爷爷比大头儿子质量大,他们移动的距离相同,两者做的功不同,爷爷比儿子做的功多;而且时间长短可能不同,爷爷比儿子用的时间长,很难比较做功的快慢。
对于实例3的情况,应该如何比较做功的快慢?
用做功的多少除以做功的时间,通过比较单位时间的做功多少来比较做功的快慢。
一、功率
就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,用功率表示做功的快慢。
功与做功所用时间之比叫做功率。(比值定义法)
数值上等于单位时间内所做的功。
一、功率
功率的物理意义:做功的快慢。
功率用符号P表示,功率的表达式:P= (计算时统一国际制单位)
一、功率
类比法:
功率 速度
定义 功与做功所用时间之比 通过的路程与所用时间之比
公式 P= v=
物理意义 做功快慢 运动快慢
一、功率
做功多,一定做功快吗?
不一定,因为时间不知道。
功率大,一定做功多吗?
不一定,因为时间不知道。
一、功率
在国际单位制中,功率的单位是焦耳每秒(J/s),它有个专门的名称叫做瓦特,简称瓦,符号是W,1J/s=1W。
工程技术上,常用千瓦(kW)或兆瓦(MW)作为功率的单位。
换算:1kW=103W;1MW=106W
一、功率
优秀运动员短时间运动的功率约一千瓦。
一、功率
小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦。
一、功率
电力机车和内燃机车的功率为数千千瓦。
一、功率
万吨级远洋货轮的功率可达一万千瓦以上。
一、功率
小试牛刀:
1.下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越长,功率越大
C
一、功率
2.三位体重相同的三胞胎准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大,他们展开了如下的讨论。甲:必须测出各自的重力、爬楼所用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自爬楼的高度,就可以进行比较;丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自爬楼的时间,就可以进行比较。按照实际情况分析,以下三种方法的实验操作比较方便的是( )
A.甲、乙和丙
B.甲和乙
C.甲和丙
D.乙和丙
D
课后活动:功率的测量
设计活动方案:测量自己爬楼梯的功率
设计思路:假设人匀速上楼,人受到与自身重力平衡的力使其升高,人上楼做的功W=Fs=Gh=mgh,功率P==;要测量自己上楼的功率P,需要测出质量m、高度h、时间t三个物理量。
课后活动:功率的测量
实验器材:
实验步骤:
(1)用体重计测出自己的质量m;
(2)用卷尺测出上楼的高度h;
(3)用秒表测出上楼所用的时间t。
实验数据记录表:
质量m/kg 高度h/m 时间t/s 功率P/W
体重计、卷尺、秒表
比比谁的功率大!
二、功率的计算
变式:①W=Pt(常用);②t=
功率的推导公式:P=Fv
推导过程:P===Fv
【计算题中不可直接使用推导公式P=Fv,若使用则需要在解题步骤中写出推导过程】
二、功率的计算
P=Fv的生活应用:汽车的运行功率大小恒定,当汽车上坡时,司机需要换挡,减小行驶速度,以获得更大的牵引力。
二、功率的计算
小试牛刀:
1.登楼梯比赛时,一名初二同学从一楼匀速登上五楼,共用了12s,他登楼时做功的功率最接近( )
A.5W
B.50W
C.500W
D.5000W
C
二、功率的计算
2.甲、乙两台机器做功的多少随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.相同时间内,甲机器做的功比乙的少
B.甲乙两台机器做功的功率都随时间的变化而变化
C.甲乙两台机器做功的功率相等
D.甲机器做功的功率比乙的大
D
二、功率的计算
3.妈妈与小吕进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,妈妈的体重是小吕的2倍,妈妈所用的时间是小吕的3倍,若妈妈做功为W1、功率为P1,小吕做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A. W1 : W2 =2:1; P1 : P2 =6:1
B. W1 : W2 =2:3; P1 : P2 =2:1
C. W1 : W2 =2:1; P1 : P2 =3:2
D. W1 : W2 =2:1; P1 : P2 =2:3
D
二、功率的计算
4.同一物体在大小相同的力F作用下,分别在水平地面和竖直方向上运动,移动的距离sab=scd,每经过相同的时间,用虚线框记录物体的位置,如图所示,则( )
A.物体在cd段的运动时间是ab段的5倍
B.在ab段和cd段,力F对物体做的功相等
C.在ab段和cd段,力F对物体做功的功率相等
D.在ab段,物体所受的摩擦力fab=F
B
二、功率的计算
5.用拖拉机耕地时,拖拉机一般都行进得较慢,这是为了( )
A.减少机器损耗
B.获得较大的牵引力
C.节省燃油
D.减小阻力
B
二、功率的计算
6.大石头质量为12t,起重机在0.5min内将大石头沿竖直方向匀速提升90cm,之后起重机受到200N的牵引力,沿着水平地面以7.2km/h的速度匀速行驶了10km。(g取10N/kg)
(1)起重机提升大石头时,起重机对大石头做功的功率是多少W?
二、功率的计算
6.大石头质量为12t,起重机在0.5min内将大石头沿竖直方向匀速提升90cm,之后起重机受到200N的牵引力,沿着水平地面以7.2km/h的速度匀速行驶了10km。(g取10N/kg)
(2)起重机水平行驶时,牵引力做功的功率是多少kW?
(2)v=7.2km/h=2m/s
P===Fv
P2=F牵v=200N×2m/s=400W=0.4kW
二、功率的计算
6.大石头质量为12t,起重机在0.5min内将大石头沿竖直方向匀速提升90cm,之后起重机受到200N的牵引力,沿着水平地面以7.2km/h的速度匀速行驶了10km。(g取10N/kg)
(3)若起重机继续以恒定的2kW功率提升大石头,所用时间为5s,求这段时间内起重机对大石头做功多少?
(3)P3=2kW=2×103W
由P=,得W=Pt
W3=P3t3=2×103W×5s=1×104J
总结