第2节 功 率
教学目标
【.物理观念】
1.理解功率的概念及计算方法.
2.知道功率的单位.
【.科学思维】
了解功率的物理意义,学会用科学探究的方法研究物理问题.
【科学态度与责任】
具有对科学的求知精神,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
重点难点
【重点】
功率的概念的理解.
【难点】
功率的计算.
教学过程
1、复习:
教师:我们先来复习一下上节课的内容,请回答下面两个问题
(1)力学里的功包括两个必要的因素是什么?
(2)计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么 ?
2、引入:
教师:我们怎样比较做功的快慢,做功不但有一个多少的问题,还有一个做功快慢的问题。如体重相同的甲、乙两同学,甲慢慢从一楼走到五楼,乙快速从一楼跑到五楼,尽管两人做的功一样多,但甲需较长时间,做功慢;乙需时间较短,做功快。
学生1:比较做功快慢就像比较物体运动的快慢一样,可以采用:做同样的功,比较做功时间的长短。
教师:还有没有其他的办法呢?
学生2:在相同的时间内比较做功的多少。
教师:很好,物理学上常采用第二种情况,一般都取“单位时间”。就是指单位时间里完成的功叫功率。很显然功率是表示物体做功快慢的物理量
3、新课教学:
功率
阅读课本P65-66,完成以下问题:
功与做功所用时间之比叫做功率.
(1)物理意义:表示物体做功快慢的物理量.
(2)计算公式:P=.
(3)单位:瓦特,简称瓦(符号:W),1 W=1 J/s.
(4)1 W的物理意义:表示物体在1 s内所做的功是1 J.
例题 大石头质量为6 t,起重机的吊钩在15 s内将大石头沿竖直方向上匀速提升了1 m,起重机提升大石头的功率是多少?
解答 因为起重机匀速提升,大石头所受的拉力与所受的重力相等,即F=G=mg=6×103 kg×10 N/kg=6×104 N,
石头在拉力方向上移动的距离s=1 m,
拉力做的功W=Fs=6×104 N×1 m=6×104 J,
起重机提升大石头的功率P===4×103 W.
知识拓展
物体受拉力F的作用,沿拉力方向做匀速直线运动时,拉力F的功率:
P===Fv
为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度?
答:机车发动机的功率一般是一定的(保持不变),牵引力的大小和运动速度成反比.减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大;反之,增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小.
【教师点拨】
功率只反映做功的快慢,不能表示做功的多少,如功率大做功不一定多,因为还得比较时间;反之,做功多功率不一定大,因为时间不确定.比较功率大小时,要同时考虑做功多少和做功时间的长短.
【练习】
1、在20 m深的矿井里,每分钟冒出地下水6 m3,问应至少选用功率多大的抽水机来抽水,才能使矿井里不会积水?
解:每分钟积6 m3水的重力G=mg=ρ水V水g=1.0×103 kg/m3×6 m3×10 N/kg=6×104 N,
每分钟应对水做的功W=Gh=6×104 N×20 m=1.2×106J,
抽水机的功率P===2×104 W=20 kW.
2、怎样测同学在跳绳是做功的功率、
课堂小结
板书设计
1.功率的物理意义:表示物体做功的快慢.
2.定义:单位时间里所做的功,叫做功率.
3.定义式:P=.
4.单位:瓦特(W),1 W=1 J/s,1 kW=103 W.
5.功率的计算
课后练习:
1.下列物理量中,表示物体做功快慢的是( )
A.压强 B.压力 C.功 D.功率
2.甲、乙两人分别把质量为150kg的物体搬运到五楼,甲用了5min,乙用了400s,则( )
A.甲做的功比乙多,甲做功比乙快
B.乙做的功比甲多,乙做功较快
C.两人做功一样多,甲做功比乙做功快
D.两人做功一样多,乙做功比甲做功快
3.如图所示,将物体放在水平面上,第一次物体在水平拉力F1的作用下,以速度v1沿直线匀速运动了距离s;第二次物体在水平拉力F2的作用下,以速度v2沿直线匀速运动了同样的距离s,已知v2>v1。比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系,正确的是( )
A.W1=W2
B.W1<W2
C.P1=P2
D.P1>P2
4.体育课上,小明想估测小强做引体向上时的功率,下列说法不正确的是( )
A.必须测量小强的体重
B.必须测量小强的身高
C.必须测量做引体向上的时间
D.必须测量做引体向上的次数
5.把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为4N
B.t=1s时木块受到的摩擦力为0N
C.4~6s内,拉力做功48J
D.4~6s内,木块克服摩擦力做功的功率为16W
6.在平直高速公路上,甲、乙两车以不同的速度匀速行驶,若甲、乙两车牵引力的功率之比为2:3,牵引力之比为4:5,则甲、乙两车的速度之比为( )
A.8:15 B.3:4 C.5:6 D.6:5
7.某机器的功率为800W,表示的物理意义是 。
8.甲机器的功率比乙机器的功率大,表示甲机器做功比乙机器 。某机器的功率是100kW,表示的物理意义是每秒钟机器做功 J。
9..小明用30N的力推重为200N的物体,使其在水平地面上做匀速直线运动,10s内前进了8m。在此过程中,小明对物体做功 J,功率为 W。
10如图所示,物块在水平拉力F=6N作用下,沿水平桌面匀速直线运动,10s运动了80cm。求:
(1)拉力F做的功;
(2)拉力F的功率。
11、如图为共享单车——“小黄人”,小健同学骑着“小黄人”在一段平直的公路上匀速行驶了300m,用时1min,若自行车的质量为30kg,小健的质量为60kg,受到的阻力为重力的0.02倍,与地面的总接触面积为3×10﹣3m2,求:
(1)自行车行驶的速度;
(2)骑行时地面受到的压强;
(3)小健骑行时的功率。