内容正文:
第2节 功率
【知识重点】
1.知道功率.能说出功率的物理意义,并能写出功率的定义式及其单位.
2.能结合生活中的实例说明功率的含义.
3.能应用功率的定义式进行简单的计算,并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小.(重点)
【课程集训】
★知识点 比较物体做功的快慢
如图所示,建筑工人在用不同的方式挖土方.
1.图甲中,工人和挖掘机同时挖土10 min,挖掘机做的功多,由此可知挖掘机做功更快.
2.图乙中,挖掘机和工人做同样多的功,工人用的时间更长,由此可知挖掘机做功更快.
3.图丙中,若所用的时间和挖土量都不同,则我们怎样去比较他们做功的快慢呢?可以用他们做的功除以所用的时间,得到相同时间(单位时间)做功的多少,即可比较做功的快慢.
★归纳总结 比较做功快慢的方法
1.时间相同,比较做功的多少,做功越多,做功越快.
2.做功相同,比较时间的长短,时间越短,做功越快.
★知识点 功率定义及公式
1.就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,引入功率来表示做功的快慢.
2.功与做功所用时间之比叫做功率,如果用W表示某个力做的功,t表示做这些功所用的时间,P表示这个力做功的功率,则功率的表达式为P=,变形公式:W=Pt;t= .
3.在国际单位制中,功的单位为J,时间的单位为s,功率的单位为W(瓦),1 W=1J/s.
物理量
国际单位
常用单位
W(功)
J(焦)
kW•h(千瓦时)
t(时间)
s(秒)
h(时)
P(功率)
W(瓦)
kW(千瓦)
1.(物理观念)(2022•深圳福田区期末)下列说法中正确的是(C)
A.机械做的功越多,它的功率一定越大
B.机械做功时间短,它的功率一定大
C.机械做功越快,它的功率就越大
D.做相同的功,机械用的时间越长,它的功率就越大
2.(2022•佛山顺德区期末)如图所示,大人和小孩均从一楼爬楼梯到三楼,大人与小孩的质量之比为2∶1,所用时间之比为3∶2,则大人与小孩克服自身重力做功的功率之比是(D)
A.2∶3 B.3∶2
C.3∶1 D.4∶3
3.(物理学与日常生活)(2022•营口改编)随着科技的发展,有些餐厅利用机器人送餐(如图所示).某次送餐时,机器人水平匀速直线运动36 m,用时0.5 min,此过程中机器人受到的阻力恒为30 N.求牵引力做功的功率.
4.(2022•上饶期末改编)某型号汽车发动机的额定功率为4×104 W,在额定功率下汽车行驶5 min,求牵引力所做的功.
5. (回归教材)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,求:(g取10 N/kg)
(1)升降机克服重力做的功;
(2)升降机克服重力做功的功率.
6.星期天,小刘骑电动自行车以5 m/s的速度在通港大道上匀速行驶了6 000 m,电动自行车牵引力的功率为150 W.求:
(1)小刘在通港大道上行驶的时间;
(2)电动自行车在这段时间内牵引力所做的功.
★归纳总结
1.功率的国际单位:W(瓦特),1 W=1 J/s.常用单位:kW(千瓦),1 kW=1 000 W.
功的单位:J(焦耳)和kW•h(千瓦时),1 kW•h=3.6×106 J.
2.功和功率的区别:
符号
功(W)
功率(P)
定义
力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做功
功与做功所用时间之比
意义
功的大小表示做功的多少
功率表示做功的快慢
公式
W=Fs
P=
单位
J(焦)
W(瓦)
两者联系
W=Pt
3.做功多不一定做功快.功率大,不一定做功多.由功率公式P=可知,功率大小跟做功多少和时间长短都有关.
★知识点 功率的推导公式
1. (2022•重庆A)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情景.某次喷洒完后,该车在4×103 N的牵引力作用下,匀速通过200 m的平直道路用时20 s.求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率.
2. (2022•容县期末)如图所示为一款新型无人驾驶电动汽车,汽车沿平直公路以10 m/s的速度匀速行驶,行驶过程中它受到的阻力为1 500 N,求:
(1)汽车受到的牵引力;
(2)此过程中汽车牵引力的功率.
★归纳总结
将公式W=Fs代入P=中,可得P===Fv.
P=Fv 变形公式
该公式常用来计算汽车匀速行驶时,汽车功率、牵引力和速度的问题.
注意:①力F只有国际单位N.所以有F的公式中其他物理量都要用国际单位,速度的单位为m/s.
②速度单位间的换算:
3.(2022•佛山期末)端午节,小明骑电动车观看龙舟比赛,全过程做直线运动,一共骑行了8 min