(共35张PPT)
第2节
功率
学习目标
【知识与技能】
1.知道什么是功率,并能说出功率的物理意义。
2.知道功率的计算公式和单位,能说明有关问题并进行计算。
【过程与方法】
1.通过体验建立功率概念的过程,学习比较的方法。
2.通过实践活动,渗透STS观念。
【情感、态度与价值观】
1.通过教学活动,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
2.通过学习活动,使学生进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学规律的习惯,同时增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
1.
功率是表示物体__________的物理量.
2.
在物理学中,把______________________叫做功率,它在数值上等于__________内所做的功.
3.
功率的公式是________,其中各字母表示的物理量分别是:W
表示____,P表示_____,t
表示_______.
做功快慢
功与做功所用时间之比
单位时间
功
功率
时间
自主学习
4.
在国际单位制中,功的单位是______,时间的单位是____,功率的单位就是_______,它有个专门的名称叫做______,简称_____,符号为_____.在工程技术上,常用千瓦(kW)作为功率的单位.1
kW=_____
W.
秒
焦耳
焦/秒
瓦特
瓦
W
103
5.
汽车在前进时,牵引力做功在一段时间内的速度为v,则其牵引力的功率
P
=
____
=
_______
=
______,由此变形式可知,汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成______.
反比
F·v
他们爬相同的楼时,做功相等吗?做功的快慢一样吗?
情景导入
汽车和火车它们做功快慢一样吗?
一、怎样比较做功快慢
自学互研
人与起重机,哪个做功快?
你是怎样比较出来的?
做一样多的功,所用时间不同。
甲
乙
在相同的时间内,做功多少不一样。
人与起重机,哪个做功快?
你是怎样比较出来的?
甲
乙
比较做功快慢的方法
方法一:
W甲=W乙时,用时间短的则做功快;
方法二:
t甲=
t乙时,做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同,怎样去比较做功的快慢呢
甲
乙
例:甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼,每块砖物重为10
N,楼高为
3
m,他们搬砖的数量和所用的时间如下表:
甲
乙
丙
砖数(块)
20
20
15
做功(J)
时间(min)
10
20
20
甲、乙、丙做功分别是多少?
600
450
600
甲、乙、丙做功谁最快?谁最慢?
应选取同一标准进行比较
比较做功快慢的一般方法
甲
乙
丙
砖数(块)
20
20
15
做功(J)
时间(min)
10
20
20
600
450
600
60
30
22.5
选取时间为标准进行比较
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
(J/min)
功率:
把做功多少与所用时间的比,叫做功率。
国际单位:瓦特
,符号
W
常用单位:千瓦
(k
W)、兆瓦(MW)
公式:
单位:
P
=
W
t
二、功率的概念及单位
??
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。
瓦特
James
Watt
英国
1736-1819
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?
长时间功率约为70瓦
优秀运动员短时间功率可达1千瓦
小轿车可达66千瓦
判断下面说法是否正确,正确的打√,错误的打×.
(1)机器的功率越大,做功越多.
(
)
(2)做功越多的机器,功率就越大.
(
)
(3)做功的时间越少,功率就越大.
(
)
(4)机器的功率越大,做功越快.
(
)
(5)机器运行的速度越大,机械做功越多.
(
)
×
√
×
×
×
随堂练习
例1:
建筑工地上,水泥板质量为0.7t,起重机在15t内把它匀速提升到4m的高度,起重机提升重物的功率是多少?
解:
先计算起重机做了多少功,再求单位时
间所做的功,这就是功率。
起重机的拉力与物体所受的重力相等
F=G=mg=0.7×1000Kg×10N/Kg=7×103
N
物体在拉力的方向上移动的距离
S=4m
所以起重机所做的功是
W=Fs=7000N×4m=2.8×104J
起重机提升水泥板的功率是
P=W/t=2.8×10
J/15s=1.9×103
W
典例精析
例2:在抗旱工作中,某单位帮助一个扶贫
村打了一口地下水井,并在地面上修建了一个深2m,能储存30t水的水池.已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m.(g
取10N/kg)
求:(1)将30t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功.
(2)水池装满水后,水对池底的压强.
(3)将30t的水从井中抽到水池中需要1h,则这台抽水机的功率不得低于多少瓦?
解
:(1)水的质量:
m
=
30t
=
30×103kg
=
3×104kg,
水受到的重力:
G
=
mg
=
3×104kg×10N/kg
=
3×105N,
抽水机对水做的功:
W
=
Gh
=
3×105N×30m
=
9×106J.
(2)水池中水深
h
=
2m,则水对池底的压强:
p
=
ρgh
=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa.
(3)抽水机抽水的时间
t
=
1h
=
3600s,则抽
水机的功率至少是
推导功率的计算公式
P
=
Fv
由W
=
Fs、
可得
三、功率公式的变形
(1)当物体的功率一定时,它受到的牵引力越大,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.
公式
P
=
Fv
表示什么物理意义?
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
1、体重、楼层高度、上楼时间。
2、体重计、卷尺、秒表。
3、P=Gh/t=mgh/t
四、功率的测量
他们爬相同的楼梯,做功相等吗?功率相同吗?怎样比较
表示物体做功快慢的物理量.
单位时间内所做的功叫做功率.
3.功率的表达式:功率=
4.公式:
5.单位:
1KW=1000W
1MW=1000KW
1W=1焦/秒
1.物理意义:
2.定义:
6.换算关系:
课堂小结
1、使用机械做功时,下面说法正确的是(
)
(A)功率大的机器一定比功率小的机器做功多;
(B)功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少
(C)功率小的机器一定比功率大的机器做功慢;
(D)以上说法都不对.
C
练一练
当堂演练
2.下列关于功率的说法,正确的是(
)
A、做功越多,功率越大
B、做功时间越长,功率越大
C、机械的功率越大,机械工作时做功越快
D、机械的功率越大,机械工作时能量转化越快
C
D
3.在“比一比谁的功率大”
的比赛中,某同学从一楼跑到三楼用了10秒,则他上楼过程中的功率约是(
)
A、3瓦
B、30瓦
C、300瓦
D、3000瓦
C
已知:t=2min=120s
W=
J
求:P
4、一台机器用2分钟时间做了
J的功,这台机器的功率是多少?
答:这台机械的功率是500W.
解:
由
得
1.甲乙二人同时开始登山,甲先到达山顶.你能判定哪个人的功率大吗?为什么?
解答:由于不知道甲、乙二人的体重,因而也不知道二人登山所做功的大小,仅仅根据他们登山时间不同是不能判定谁的功率大的.
(见教材P66动手动脑学物理)
教材习题解答
解答:上升的高度h
=
3m×3
=
9m,
货物重力
G=mg=1.2×103kg×9.8N/kg=1.176×104N。
电动机做的功
W=Gh=1.176×104N×9m=1.0584×105J。
电动机的功率
2.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货
物的质量为1.2
t,在10
s内从楼的2层上升到5层。如果每层楼高3
m,升降机电动机的功率至少是多大?
3.功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛去完成,需要多长时间?
解答:W1
=
W2
P1t1=P2t2
解答:发动机所做的功
W
=
Pt
=202×103W×7200s=1.4544×109J.
2h卡车前进的距离
s
=
vt
=80km/h×2h=160km=1.6×105m.
卡车的牵引力
4.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW,速度为80km/h.汽车行驶2h,发动机做的功是多少?卡车的牵引力是多大?