(共21张PPT)
第十一章 功和机械能
第2节 功率
思考:
工地举办起重机运输大赛,要比较拉力做功的快慢,若你是裁判,会如何制定比赛规则呢?
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。
龙门吊——大国重器
“宏海号”
高度:148m
起吊能力:2.2万吨
功率可达数万千瓦
世界最大、自主研发!
2.将土挖完,谁用时短?工作1小时,谁挖土多?
1.你会选择用哪种方式?为什么?
比较做功快慢的方法:做功相同,用时越 做功越快;时间相同,做功越 做功越快。
短
多
观察与思考
两位参赛选手依次将地面实验箱内不同数量(裁判规定)的盒子一盒一盒地搬到桌面实验箱内,裁判分别记录他们所用时间,其他同学观看并思考如何比较他们搬盒子的快慢。
活动:搬盒子比赛
比较运动快慢 比较做功快慢
路程和时间都不相同 功和时间都不相同
计算 和 的比值 计算 和 的比值
法、 法 路程
时间
功
时间
类比
比值定义
速度
功率
1.物理意义:
2.定义:
3.公式:
P=
W
t
瓦特(W)、千瓦(kW)等。
1W=1J/s,其表示:
物体在1s内做1J的功。
表示做功的快慢的物理量。
功与做功所用时间之比。
4.单位:
知识点一:功率
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。
英国著名的发明家,工业革命时的重要人物。
瓦特 James Watt
短跑运动员的功率可达1000W
轿车的功率一般约为100kW
常见的一些功率
自行车运动员在1s内做功70 J
自行车运动员功率约70 W
短跑运动员在1s内做功1000 J
轿车在1s内做功100000J
电力机车和内燃机车的功率可达5 000 kW
万吨豪华游轮的功率可达1万kW
鲸游动时功率可达350kW
一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌,上面标有一些数据,功率是其中的一项。选购机器时,要根据实际需要选择功率合适的机器。
功率是机器的主要技术性能之一
所以,功率是表示物体做功本领的重要指标。
t
W
P
=
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=Pt
t=
W
P
已知功率大小和做功的时间,求解做功的多少。
已知做功多少和功率大小,可求解做功的时间。
知识点二:功率的计算
例题: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 1 m,起重机提升大石头的功率是多少?
解 :因为起重机匀速,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 =1m
拉力做的功是:W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
功率变形
匀速直线运动的物体,物体受力F和运动速度v不变
适用条件:F与v在同一条直线上。
1 W = 1N · m/s
(1)当物体的功率一定时,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.
即:功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。
为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度? 为什么同样一辆机动车,在满载时的行驶速度一般比空载时小得多?
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。
分析:机车发动机的功率是一定的,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。
想一想
实验:粗略测出你爬楼的功率
a.实验原理
b.需测量的物理量及应选择的实验器材
c.实验步骤
一、比较物体做功的快慢
二、功率
1. 做功相等时,比时间,时间短的做功快;
2. 时间相等时,比做功,做功多的做功快。
1. 定义:物体做的功与做功所用时间之比。
2. 物理意义:表示物体做功快慢。
3. 公式:
4. 单位:瓦特,简称瓦,符号W。
千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
D
1. 关于功率,下列说法正确的是( )
A.力对物体做的功越多,功率就越大
B.做功时间短的机械功率大
C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大
D.功率大的机械在单位时间里做的功多
2.如图所示,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
D
3.一辆新能源小汽车在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶30 km,发动机提供的牵引力是600 N,则此过程中发动机的输出功率为 kW。当汽车需上坡时,一般为了增大牵引力,应使汽车 (选填“加”或“减”)速。
12
减
4.学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)实验中依据的原理是(写公式) 。
(2)需要的测量工具:体重计、秒表、 。
(3)小刚测出了自己的质量为m,连续做引体向上n次
所用的时间t,并测出自己每做一次引体向上时上升
的高度h。则他做引体向上时功率的表达式是 。
刻度尺
P=
P=