内容正文:
第十一章 功和机械能
第2节 功率
1
建筑大楼时需要先挖
地槽, 挖土就得对土做功,
如果用挖土机来做,一幢大
楼的地槽用不了几天就能挖
完。而如果一个人挖,恐怕
一年也挖不完一幢大楼的地槽。可见,做功除了有多少之外,还有快慢的区别,那么在物理学中,怎样描述机械做功的快慢呢?
导入新知
1. 类比比较物体运动快慢的两种方法,得出比较做功快慢的方法。
2.结合功的计算,利用功率及其变形公式进行计算。
3. 能根据功率公式,设计并测量登楼的功率。
素养目标
比较做功快慢的方法
知识点一
建筑工地上搬砖
探究新知
甲
乙
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?
探究新知
甲
乙
人与起重机,哪个做功快?
你是怎样比较出来的?
在相同的时间内,做功多少不一样。
探究新知
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。
探究新知
若时间和做功都不相同,怎样去比较做功的快慢呢?
甲
乙
探究新知
甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼,每块砖重为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?
应选取同一标准进行比较。
探究新知
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)
所做的功
做功时间
所做的功
做功时间
探究新知
对点自测
1.如图所示的两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。由图中提供信息,判断以下说法正确的是 ( )
A.a图中同学做功多,做功快
B.b图中同学做功多,做功快
C.做功相同,a图中同学做功
时间少,做功快
D.做功相同,b图中同学做功
时间多,做功快
C
功率
知识点二
1.功率: 与 之比叫作功率。它采用的是“相同时间,比较做功多少”的方法描述做功快慢。
2.功率的公式: 。
3.各物理量单位:功的单位是 ,时间的单位是 ,功率的单位是 ;它有个专有的名称,叫 ,简称 ,符号是 。
P=
时间
功
W
J/s
s
J
瓦特
瓦
探究新知
4.功率的变形公式:
①计算功:W= ;
②计算做功时间:t= 。
Pt
探究新知
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
小资料
探究新知
对点自测
2.关于功、功率,说法正确的是 ( )
A.做功时间越短,功率越大
B.功率越大,做功一定越快
C.物体做功越多,功率越大
D.有力作用在物体上,该力一定对物体做功
B
探究新知
类比“速度”推导“功率”
运动快慢 做功快慢
相关
物理量 运动路程s
运动时间t 做功多少W
做功时间t
比较
方法 相同时间,比较路程
相同路程,比较时间
物理上
的方法 用运动路程与时间的比值来表示 用 来表示
公式 v=
相同时间,比较做功
做功相同,比较时间
做功多少与做功时间的比值
合作探究
测量人爬楼梯的功率
知识点三
1.测量原理:P= 。
2.测量物理量: 、 、 。
3.测量仪器: 、 、 。
体重计
卷尺(刻度尺)
停表
m
h
t
探究新知
测量人爬楼梯的功率的实验原理的推导:
1.功率的计算公式:P=。
2.人登上高为h的楼层时,克服自身重力G做功,根据功的计算公式,做功为W= 。
3.生活中,没有直接测量人的重力的仪器,但是有测量人的质量m的仪器,为此,(2)中功的计算公式变形为W= 。
mgh
Gh
探究新知
4.综合(1)和(3),得到测量登楼功率的原理:P=