内容正文:
11.2功率
观察思考
在建筑工地上将同一堆砖全部送到同一个楼顶上。一个是工人直接搬,一个是用吊车吊运。 这两种方法:
(1)做功的多少相同吗?
(2)做功的时间相同吗?
把同一堆砖送到同一个楼顶上,做一样多的功。但用吊车和一个人来送,所用的时间是不一样的。
2
功率
老人和小孩一起爬相同的楼梯,做功相同吗?做功的快慢相同吗?
思考:怎样表示物体做功的快慢?
力做功有多少的不同,还有快慢之分
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。
甲
乙
在相同的时间内,做功多少不一样。
人与起重机,哪个做功快?你是怎样比较出来的?
甲
乙
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。
甲
乙
思考:若时间和做功都不相同,怎样去比较做功的快慢呢?
回顾:当两个物体的路程不同,经过的时间也不同,我们用什么方法来比较物体运动的快慢?
比较物体运动快慢两种方法:
相同时间比较路程
相同路程比较时间
例 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
甲、乙、丙做功分别是多少?
600
450
600
甲、乙、丙做功谁最快?谁最慢?
应选取同一标准进行比较
比较做功快慢的一般方法
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)
功率
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
3.国际单位:
常用单位:1 kW(千瓦)= 103 W 1 MW(兆瓦)= 106 W
P
焦耳
秒
瓦特
焦耳/秒
(简称:瓦 ,符号:W)
1W=1J/s(表示物体1s的时间内做功1J。)
瓦特 James Watt
英国 1736-1819
100W的物理意义: 。
物体在1s时间内做功为100J
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
名人简介
二、功率的计算
t
W
P
=
①使用公式时,一定要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是时间t内的功率。
②由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ,即在时间t内的平均功率。
W=Pt
t=
W
P
已知功率大小和做功的时间,求解做功的多少。
已知做功多少和功率大小,可求解做功的时间。
例 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
骑车功率约70 W
百米飞人的功率可1kW
轿车的功率约可达200kW
电力机车和内燃机车的功率可达5 000 kW
万吨豪华游轮的功率可达1万kW
鲸游动时功率可达350kW
常见的一些功率
一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌,上面标有一些数据,功率是其中的一项。选购机器时,要根据实际需要选择功率合适的机器。
功率是机器的主要技术性能之一
所以,功率是表示物体做功本领的重要指标。
例 使用机械做功时,下面说法正确的是( )。
A.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
B.功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少
C.功率小的机器一定比功率大的机器做功慢
D.以上说法都不对
C
D
功率变形
匀速直线运动的物体,物体受力F和运动速度v不变
适用条件:F与v在同一条直线上。
1 W = 1N · m/s
(1)当物体的功率一定时,受到的牵引力越大,速度越小.
(2)当物体的牵引力一定时,功率与速度成正比.
(3)当物体速度一定时,牵引力越大,它的功率越大.
即:功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。
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想想议议
为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度? 为什么同样一辆机动车,在满载时的行驶速度一般比空载时小得多?
由P=Fv可知,当功率P 一定时,速度v越小,力F 越大;当力F 一定时,功率P 越大,速度v 越大;当速度v 一定时,功率P 越大,力F 越大。
分析:机车发动机的功率是一定的,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。
例 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?
已知:W1= 1.2×106 J t1= 2 min m = 60 kg t2= 20 min
解:
关于功率,下列说法中正确的是( )
A.从P=eq \f(W,t)可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大
B.从P=eq \f(W,t)可知,功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大
C.功率大的机器比功率小的机器做功多
D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率比乙的功率大
$$