内容正文:
11.2 怎样比较做功的快慢
1.知道功率的概念,知道功率的计算式、单位及物理意义。
2.会计算有关功率的简单问题。
3.通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题。
4.通过实例说明功率的含义,认识功率在实际应用中的重要价值。
重点:功率的概念和物理意义。
难点:设计实验测功率。
【新课导入】
导入1:情境导入
农民伯伯用一台拖拉机匀速耕地,半小时耕完一块地,若由一头牛来完成这些工作,则需一天的时间。它们做功的本领相同吗?谁做功更快?
导入2:图片导入
如图所示,图中的人和铲车如何比较做功的快慢,你分别采取了哪种方法比较?
导入3:问题导入
(1)什么是机械功?怎样才算做功?
(2)怎样计算功?
(3)如何比较物体做功快慢?物理学中用什么量表示物体做功快慢?功率是如何定义的?
【课堂探究】
探究点一 比较做功的快慢
(a) 用起重机吊起大件建筑材料
(b)用滑轮吊起装修材料
1.两种方式下提升建筑材料,哪种方式做功更多?哪种方式做功用时最短?
答案:用 起重机 提升建筑材料做功更多,用 滑轮 提升建筑材料做功用时更短。
2.做功多的一定做功快吗?用时短的做功一定快吗?
答案: 不一定 。需要同时知道做功多少和做功时间长短才可以判断做功的快慢。
提示:我们是怎样比较物体运动快慢的?你从中得到什么启发?
总结:方法一: 做相同的功比较时间的长短 。
方法二: 相同时间比较做功的多少 。
探究点二 认识功率
下面几个物体所做的功和所用时间如表所示,同学们思考,物体A,B以及物体C,D谁做功最快?你是怎样知道的?
物体
所做的功
所用时间
A
1 000 J
5 s
B
1 000 J
10 s
C
4 000 J
1 min
D
6 000 J
1 min
分析:单位时间内做功越多,做功就越快。
1.阅读教材P8,回答以下问题:
(1)功率:表示 做功快慢 的物理量; 把做功的多少与所用时间的比 叫做功率。
(2)功率计算公式:功率=,简化表达式P=,其中W表示 功 ,单位是 焦耳(J) ,t表示 时间 ,单位是 秒(s) ,P表示 功率 。
(3)单位:是 J/s ,专用单位是 瓦特 ,简称 瓦 ,符号是 W ,两个单位之间的关系是 1 W=1 J/s 。工程技术上还常用 千瓦(kW) 作单位,1 kW= 1 000 W。
(4)物理意义:某物体的功率是1 000 W,其物理意义表示 该物体在1 s内完成的功为1 000 J 。
2.根据公式W=Fs和P=,你是否还能推导出功率的其他计算公式?
答案:P===F×=Fv,即 P=Fv 。
3.怎样才能比较同学们爬教学楼时功率的大小呢?
(1)功率的计算公式是P=。
(2)由计算公式可知,需要测量的物理量有 体重G 、爬楼的 高度h 、爬楼用的 时间t 。
(3)需要计算的物理量有 功W 和 功率p 。
(4)请画出实验用表格,并用符号表示出各物理量及其单位。
姓名
体重G/N
爬楼的高度h/m
爬楼的时间t/s
爬楼做的功W/J
功率P/W
1.功率的物理意义:描述物体做功快慢的物理量。
2.功率的定义:在物理学中把做功的多少与所用时间的比叫做功率。
3.公式:功率=,P=。
4.单位换算:1 W=1 J/s,1 kW=103 W,1 MW=106 W。
1.关于功率,下列说法正确的是(
A.做功多的机器,功率一定大
B.做功时间短的,功率一定大
C.做相同的功,所用时间短的,功率一定大
D.以上说法都不对
2.体重相同的甲、乙两同学,同时开始登山,甲同学先到山顶,乙同学后到山顶,则(D)
A.甲同学比乙同学做的功多,甲同学比乙同学的功率大
B.甲同学比乙同学做的功少,甲同学比乙同学的功率大
C.甲同学与乙同学做的功相等,他们的功率也相等
D.甲同学与乙同学做的功相等,甲同学比乙同学的功率大
3.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,比比谁的功率最大,为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的量是(C)
①三楼地面到一楼地面的高度
②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重
④一楼到三楼楼梯的长度
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,50 s内通过的路程是1 000 m,它的速度为 20 m/s,汽车受到的牵引力为3 000 N,牵引力做功的功率为 6×104 W。
5.一名举重运动员在3 s内把质量为100 kg的杠铃举高1.8 m,则此过程该运动员做功的功率是 600 W。(g取10 N/kg)
马力——功率的一种单位
在车辆中,常用“马力”来表示汽车的发动机的大小。“马力”是功率的单位,它是工程技术上常用的一种计量功率的单位,是指米制马力而不是英制马力,英国、美国等一些国家采用的是英制马力。1英制马力等于550英尺·磅/秒,等于 745.7瓦特。在18世纪后期,英国物理学家瓦特为了测定新制造出来的蒸汽机的功率,他把马力的定义规定为在1分钟内把1 000磅的重物升高33英尺的功,这就是英制马力,用字母HP表示。米制马力,它的规定完全是人为的,它取了一个非常接近英制马力的值。规定1米制马力是在1秒钟内完成75千克力·米的功。即1米制马力=75千克力·米/秒=735瓦特。1英制马力=1.013 9米制马力。米制马力没有专门的字母表示,1米制马力的值和1英制马力的值也是不同的。马力在我国法定计量单位中已废除。
1马力=735 W,这个单位我们在物理上一般不用,只是在日常生活中用。
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