内容正文:
功率(提高)
【学习目标】
1、知道功率的物理意义;
2、理解功率的定义及其单位;
3、理解功率的计算公式;
4、能够用功率的定义式解决相关问题。
【要点梳理】
要点一、功率(高清课堂《功率》)
物理学中,为了表示做功的快慢而建立起功率的概念。
要点诠释:
1、物理意义:表示物体做功的快慢。
2、定义:功与做功所用的时间之比叫做功率。
要点二、功率的计算
1、定义式:
2、国际单位:瓦特,简称瓦,符号W;常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等等。
1kW=1000W,1W=1000mW,1W=1J/s
3、推导公式:
要点诠释:
功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的做功快;否则做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
【典型例题】
类型一、基础知识
1、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.物体做功越快,功率越大
C.物体做功时间越长,功率越大
D.物体做功时间越短,功率越大
举一反三:
【变式1】起重机用20s 的时间将重物吊起,整个过程中做的功是20000J,在此过程中起重机的功率是( )
A.200W B.500W C.1000W D.2000W
【变式2】(高清课堂《功率》例1)关于物体做功的功率,下列说法正确的是( )
A.物体做功时间越短,功率越大
B.物体做功越多,功率越大
C.物体做功越慢,功率越大
D.物体做功越快,功率越大
2、如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象,由上图可知,甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.无法确定
举一反三:
【变式】小汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,某型号小汽车匀速行驶了20s,小汽车的功率是70000W。求:
(1)这汽车在这段时间内做的功是多少J?
(2)如果这段时间内,小汽车通过的距离是400m,小汽车的牵引力是多大?
类型二、知识运用
3、如图所示,用一滑轮组拉着重为的汽车沿水平方向匀速移动,汽车所受的阻力为车重的0.03倍,此时要在绳端加F=1000N的水平拉力,汽车移动的速度为0.2m/s,走了1min,试求:①汽车克服摩擦力做了多少功,②绳自由端拉力F的功率。(滑轮和绳的自重不计,绳足够长)。
举一反三:
【变式】如图所示,在不计滑轮的摩擦和绳重时,绳的自由端沿水平地面向右移动,使200N的重物匀速提高1m,在这过程中,手拉绳子的力F与人拉绳子所做的功W分别为( )
A、200N 200J B、200N 400J
C、100N 200J D、无法计算
4、如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在40s内移动了8m,绳子自由端拉力F的大小为20N。请你根据已知条件求出5个相关的物理量。(不计滑轮的摩擦和动滑轮与绳的重力,g=10N/kg)
举一反三:
【变式】某同学用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。重物质量为3kg,小腿拉绳使重物在4s内匀速上升0.5m,若不计绳重及摩擦,求:(1)小腿拉重物所做的功。(2)小腿拉重物的功率。(g=10N/kg)
5、如图中物体A重50N,物体B重60N,动滑轮重3N,物体A在物体B的作用下以0.3m/s的速度向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,则力F的功率大小为多少瓦?(绳子的重以及轮与轴间的摩擦均不计)
举一反三:
【变式】如图所示,在拉力F的作用下,重24N的木块以0.1m/s的速度在水平桌面上匀速运动,木块受到的摩擦力为8N。不计滑轮重及轴摩擦,拉力F的功率为 W。
参考答案
类型一、基础知识
1.【答案】B
【解析】功率的大小同时取决于做功多少和所用时间,A没有涉及到做功时间,不符合题意,C、D没有涉及到做功多少,不符合题意,故选B。
【总结升华】(1)掌握功率的概念、公式、单位及单位换算。(2)控制变量法研究功率与做做功多少、所用时间的关系。
举一反三:
【变式1】【答案】C
【变式2】【答案】D
2.【答案】A
【解析】由图象可知,当时间相同时,W甲>W乙,根据公式可知,P甲>P乙。
故选A。
【总结升华】(1)根据公式,要判断功率大小,可以取相同时间,比较功的大小;也可以取相同的功,比较时间的长短;
(2)本题是一道图象题,图象中往往包含大量的信息,要注意从中找出对解题有用的东西,是非常关键的。
举一反三:【答案与解析】
(1)汽车做功:;
(2)牵引力:。
类型二、知识运用
3.【答案与解析】
①由于汽车匀速移动,故物体受平衡力作用,
因此动滑轮对汽车的拉力F拉=Ff=0.03×G物=0.03×8×104N=2400N;
汽车运动时间为1min=60s,
则车运动距离S1=vt=0.2m/s×60s=12m,
所以克服摩擦力做功Wf=W拉=FS1=2400N×12m=28800J,
②因为拉车的绳子股绳n=3,
所以绳子自由端移动的距离为:S2=nS1=3vt=36m,
1分钟内拉力做功W=F S2=1000N×36m=36000J,
P=W/t =36000J / 60s = 600W。
【总结升华】此题涉及到滑轮组与功、功率的综合,需要注意绳子自由端的移动距离与物体上升的高度的关系。
举一反三:【答案】A
4.【答案与解析】
【总结升华】本题为答案开放型题目,要求认真分析题目提供已知条件,灵活运用所学知识求解,可以很好地锻炼分析题意利用所学求解的能力,好题!
举一反三:【答案】
(1)小腿拉重物所做的功为 W=Gh=mgh=3kg×10N/kg×0.5m=15J
(2)小腿拉重物的功率为
5.【答案与解析】
物体A受到向右的拉力:,
因为物体A向右做匀速直线运动,受到向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力;
f=F′=21N,
F=f+F′=42N.
F的功率大小为:P=FV=42N×0.3m/s=12.6W
【总结升华】本题主要考查了功率的计算,本题要注意物体A所受摩擦力的分析,先根据物体A向右匀速运动,向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力,求出摩擦力;当物体A向左运动时,物体A受到向右的力有绳子的拉力和摩擦力。
举一反三:【答案】0.8
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