内容正文:
第十一章 功和机械能
第2节 功率
导入新课
小明的教室在五楼,通常上楼需要1.5min,一次他跑步上楼只用了40s,请问:⑴小明在两种情况下,做的功是否相同?
你认为这两种上楼做功方法,从物理的角度思考有什么不同?
导入新课
2分钟
2分钟
谁做功快?
1.功与时间之比叫做功率
数值上等于单位时间内所做的功。
2.表达式
功率概念的引入
3.国际单位:
常用单位:1 kW= 103 W
1 MW= 106 W
P
(瓦、W)
焦耳
秒
瓦特
焦耳/秒
功率概念的引入
人骑车的功率是70 W表示的物理意义:
人在1 s内做了70 J的功
功率概念的引入
下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越长,功率越大
功率概念的引入
例题 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的拉力宇大石头所受的重力相等,即
F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×103 N
石头在拉力方向上移动的距离 s =1m
拉力做的功是:W = Fs = 6×103 N ×1 m = 6×104 J
起重机提升水泥板的功率是
功率概念的引入
计算功率的另一公式:
P=Fv
F——物体所受的力 v——物体的运动速度
功率概念的引入
汽车的牵引力是1000N,以40m/s的速度匀速行使100s。求:
(1)汽车的在100s内所做的功?
(2)汽车的功率是多少?
解:(1)s=vt = 40m/s×100s=4000m
(2)
思考:P是否等于Fv?
功率概念的引入
测量爬楼的功率
1.需要测量哪些量?
(提示:在学校里,爬楼的高度通常可以利用一阶台阶的高度×台阶数进行测量)。
2.所需要的测量工具是什么?
3.计算功率的表达式是怎样的?
4.设计出记录表格。
功率的测量
小刚在体育中考“跳绳”项目中, 1min跳了120次,每次跳起的高度为4cm,小刚的质量是50kg,(g取10N/Kg)求:(1)小刚跳一次做的功;(2)小刚跳绳时的平均功率。
解:(1)G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)每一次跳起的时间为0.5s
功率的测量
功率
符号
公式
单位
功率的测量
表示的意义
原理
测量工具
方法
课堂小结
$$与人运动有关的功和功率估算题
著名美国物理学家费米,身在基地用一把碎纸片从头顶撒落下来,估算出了远离基地试爆的第一枚原子弹的爆炸力,一时传为佳话,誉为神奇。费米的估算显示了他对这个估算问题实质的深刻理解和灵活简单的处理方法。中考估算试题,主要考查同学们的生活经验及认识周围物理现象的能力。估算题对结果不要求精确,只要求合理。由于估算题大多来源于生活,联系实际,比如我们这里学习的功和功率,我们的一举一动,走路、跑步、跳绳、上楼梯、做引体向上,都要做功,都可以估算这些活动的功和功率。从这样一些简单例子入手,关注生活、生产中的问题,能使我们学到的物理知识成为解决实际问题的利器,而不再感到物理高深莫测。
一、估测上楼功率
王小虎同学听到上课铃响了,他一口气从一楼跑到三楼,所用时间为10s。那么他上楼过程中,克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值( )
A.3W B.30W C.300W D.3000W
解析:实验过程中涉及到对楼层高度和体重的估测。估测功率首先要熟悉功率跟哪些因素有关,根据公式可知,要求功率就必须知道做的功W和所用时间t,时间已知为10s,先估算出学生的质量约为50㎏,体重约为500N,再估算一楼到三楼的高度约为6m,由得出功率约为300W,或估算出上楼速度,由,得出功率也最接近几百瓦。解题时要注意一楼到三楼的高度只有两个楼层高。
答案:选C。
二、估测引体向上的最大功率
例2 小云想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率,如图1所示,他使用尺量出握拳时手臂的长度,并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表,请在空格处补上相应的数据。
臂长L/m
体重G/N
拉上去的次数
克服重力所做的功W/J
时间t/s
功率P/W
0.6
500
5
12
解析:试题没有单纯考概念的表述形式或公式,而是创设一个具体情境考查知识的灵活应用。从图中可以看出,