内容正文:
第十一章 简单机械和功
11.4 功率
观察下面图片,思考问题
在相同时间内,用挖掘机挖土要远远快于人用铁锹挖土。这说明工作时间相同,但做功不同。
小明上教室,通常需要1.5min。如果他跑步上教室只需要40s。小明在两种情况下,做的功相同,但做功快慢不同。
由此可知,要想比较物体做功的快慢,除了做功大小外,还要看做功所用时间。
教材引入
问题引入
1.物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量。
2.定义:物理学中,将功与做功所用时间的比,叫作功率。
4.公式:
5.单位:
P-功率 W-功 t-时间
功率
3.功率的表达式:功率= 。
功
——
时间
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。
瓦特 James Watt
英国 1736—1819年
功率
6.功与功率单位之间的关系:1 W=1 J/s。
功率单位间的换算关系:
1 kW=103 W 1 MW=106 W
7.功率70 W物理意义:
表示物体在1 s内做了70 J的功。
8.公式变形:
W = Pt t = W/P
功率
1. 甲机器上标有“5kW”字样,乙机器上标有“1kW”字样,它们正常工作时,花相同的
时间,做功多的一定是 机器;做相同的功,花时间少的一定是 机器.
(甲/乙)
2. (2022·贺州)用50N的水平推力推物体向前移动2m,用时4s,推力对物体所做的功为
J,推力做功的功率为 W.
甲
甲
100
25
当堂反馈
3. 在自由下落过程中物体运动速度会越来越快.一个物体由A点自由
下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做的功为W1,做功功率为P1;在BC段重力做的功为W2,做功功率为P2,则下列关系正确的是 ( )
A. W1≠W2 P1≠P2
B. W1=W2 P1=P2
C. W1=W2 P1>P2
D. W1=W2 P1<P2
4. 小丽拿着一本物理课本从一楼登上五楼,用时20s,她对物理课本做功的功率大约是
( )
A. 0.15W B. 1.5W C. 15W D. 150W
D
B
第3题
5. 一辆重型卡车以20m/s的速度匀速行驶了300s,已知这辆卡车行驶时发动机的功率
为2×105W,求:
(1) 此过程中发动机所做的功.
(2) 卡车的牵引力.
(1) 由P=可得,此过程中发动机所做的功W=Pt=2×105W×300s=6×107J
(2) 由v=可得,卡车行驶的路程s=vt=20m/s×300s=6×103m,由W=Fs可得,卡车的牵引力F===1×104N
(1)器材:体重计,皮尺,秒表
(2)需要测量的物理量:
体重m,楼层的高度h,爬楼时间t
(3)原理: W = Gh
或P=
mgh
t
测量自己爬楼梯的功率
估测功率
1. 如果你想通过爬楼梯来测量自己的功率,下列物理量不需要测量的是 ( )
A. 身体的质量 B. 通过的楼梯高度
C. 通过的路程 D. 上楼所用的时间
2. 班里组织一次比赛活动,比一比谁登楼的功率最大.下列是同学们设计不同方案时选
择的器材,不可行的是 ( )
A. 磅秤、刻度尺、秒表 B. 磅秤、刻度尺
C. 刻度尺、秒表 D. 磅秤、秒表
3. 某同学从一楼跑到三楼用了12s,则他爬楼的功率最接近 ( )
A. 3W B. 30W C. 300W D. 3000W
C
C
C
当堂反馈
4. 某人骑着一辆自行车在平直公路上以某一速度匀速行驶.若人和车所受的阻力为20N,
则通常情况下,人骑车做功的功率最接近 ( )
A. 1W B. 10W
C. 100W D. 1000W
C
5. 质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W,轿车在额定功率下沿水平路
面匀速行驶时,受到的阻力是车重的.求:(g取10N/kg)
(1) 发动机提供的牵引力.
(2) 轿车匀速行驶时的速度.
(3) 轿车匀速行驶5min牵引力做的功.
(1) 轿车做匀速直线运动,由二力平衡得,牵引力F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1.2×103kg
×10N/kg=2.4×103N
(2) 因为轿车的功率P===Fv,所以轿车的速度v===25m/s
(3) 轿车匀速行驶