内容正文:
第二节
功 率
第十一章 功和机械能
学习目标
1.知道功率概念(重点)。
2.能说出功率的物理意义(重点)。
3.能写出功率的定义式,并进行简单计算(重点)。
4.能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小
情境导入
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。
人与起重机,哪个做功快?你是怎样比较出来的?
情境导入
在相同的时间内,做功多少不一样。
情境思考
如果人与起重机在不同时间内做不同的功,该如何比较人和起重机做功的快慢?(可以类比运动快慢的比较)
思考讨论:
探索新知
知识点一、比较做功快慢的方式
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。
方法三:比较单位时间内做功的多少
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
600
450
600
应选取同一标准
进行比较
甲、乙、丙做功分别是多少?
甲、乙、丙做功谁最快?谁最慢?
例
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
所做的功
时间
(J/min)
功
做功时间
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
知识点二、功率
1.定义:
功与做功所需时间之比叫做功率。
2.物理意义:
表示物体做功快慢的物理量。
3.公 式:
P =
W
t
4.单 位:
国际单位:瓦特 ,符号 W
常用单位:千瓦 (kW)、兆瓦(MW)
换算关系:1kW=103W 1W=1J/s
人物故事:单位瓦特的来历
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
一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌,上面标有一些数据,功率是其中的一项。
功率1.2kW表示什么物理意义?
表示物体在1s内做功1200J。
抽水机
铭 牌
型 号 5C11
流 量 52m3 /h
吸 程 10m
功 率 1.2kW
功率70 W表示什么物理意义?
功率70 W表示:在1 s内做了70 J的功。
常见的功率
骑车功率约70 W
慢跑功率约几十瓦
百米飞人的功率可达1 kW
你能分别说出这些功率的物理意义吗?
蓝鲸游动时功率约350 kW
轿车的功率可达200 kW
X
X
X
√
(1)做功越多功率越大 ( )
(2)功率小,表示做功少。 ( )
(3)做功时间越短,则功率越大( )
(4)做功快,则功率大 ( )
判一判
知识点三、功率的计算
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
知识点三、功率的计算
2.一台机器用2分钟时间做了 60000 J的功,这台机器的功率是多少?
一台电动机用2 min将一辆观光缆车运送到200 m高的山顶,做功1.2×106 J,它的功率是多少?一个质量60 kg的人,从山脚爬到山顶,大约需要20 min,这个人做功的功率大约是多少?
W
t1
=
P1=
1.2×106J
120s
=
104W
=
98W
W
t2
=
P2=
60kg×9.8N/kg×200m
1200s
Gh
t2
=
mgh
t2
=
例
知识点四、功率的另一种表达形式
问题情景:力与速度的方向在同一直线上
则:
思考:为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度?
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。
功率
功率
功与做功所需时间之比叫做功率
物理意义
表示物体做功快慢的物理量
功率的表达式
P =
W
t
P =Fv
课堂小结
1.判断下面说法是否正确,