内容正文:
第十章 功与机械能
第二节 功率
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预习清单
1.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢。如图所示是用挖掘机挖土与人力挖土10 min后做功的情景,此处所用的判断方法是:做功时间相同,比较做功的多少。另一种判断方法是:_______ 相同,比较_____________________________。
做功
做功所用的时间
预习清单
2.功率表示物体做功的________。功率的定义是____________
_________________________。
3.功率的表达式:P=_______。P 表示_______,单位是________;
W 表示_____,单位是______;t表示________________,单位是___。
4.蓝鲸游动时的功率可达350 kW,表示___________________
__________________。
快慢
把功与做功
所用的时间之比叫做功率
功率
W(J/s)
功
J
做功所用的时间
s
蓝鲸游动时每秒做
的功是3.5×105 J
导入新课
小明的教室在五楼,通常上楼需要1.5 min,一次他跑步上楼只用了40 s,请问:
(1)小明在两种情况下,做的功是否相同?
(2)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?
任务一:做功快慢的比较
观察图片,思考:
两位搬运工人均从一楼搬运物体到楼上。若他们上行楼层的高度相同,但所用时间或物重不同,如何判断谁对货物做功较快?
任务一:做功快慢的比较
(1)类比运动快慢的比较方法,比较做功的快慢。
(2)类比速度的定义方法,给功率下一个定义。
在物理学中,用功率表示做功的快慢。把功与做功所用的时间之比叫做功率,它在数值上等于力(或物体)在单位时间内所做的功。
任务一:做功快慢的比较
功率的计算。
公式: 。
W 表示某个力做的功,t表示做这些功所用的时间,P 表示这个力做功的功率。
在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W,1 W=
1 J/s。
1 W 的意义:表示1 s内力对物体做了1J的功。
常用单位:千瓦,符号为kW,1 kW=103 W。
任务一:做功快慢的比较
了解人、一些动物和交通工具的功率:
①优秀自行车运动员长时间运动的功率约为480 W,短时间运动的功率可达2 kW。
②排量2 L的家用小轿车的功率约为110 kW,10 t载重汽车的功率约为180 kW。
③某型号电力机车的功率约为7 200 kW,“复兴号”动车的总功率可达10 000 kW。
④万吨级远洋货轮的功率为7 000~23 000 kW。
任务二:功率的测量
思考:
上课铃响了,你和你的同伴都从一楼爬到了四楼,你们俩谁的功率大? 如何测量你们爬楼的功率?
(1)需要测量哪些物理量,才能测出人的功率?
(2)所需要的测量工具有哪些?
(3)计算功率的表达式是怎样的?
(4)设计出记录表格。
任务二:功率的测量
根据公式 和W=Fs可得,
。
计算时注意:F 的单位是 N,v的单位是 m/s,此时P 的单位才是 W。
适用条件:物体做匀速直线运动,F 与v在同一条直线上。
任务二:功率的测量
思考:
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?
机车发动机的功率是一定的,由P=Fv可知,牵引力的大小和运动速度成反比。
任务二:功率的测量
【例题1】如图甲所示,重500 N的小车受到80 N的水平推力,在水平地面上做直线运动,其运动距离随时间变化的图像如图乙所示。则:
(1)小车运动的速度是多大?
(2)10 s内人对小车做了多少功?
(3)人做功的功率是多大?
任务二:功率的测量
任务二:功率的测量
【例题2】一辆功率为45 kW 的小汽车,以 54 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶30 km。求:
(1)小汽车受到的阻力。
(2)若小汽车的功率不变,小汽车匀速上坡需要5 000 N的牵引力,则小汽车匀速上坡时的速度为多大。
任务二:功率的测量
核心总结
1.功率是表示物体做功快慢的物理量
2.物理学中,把功与做功所用的时间之比叫做功率,它在数值上等于力(或物体)在单位时间内所做的功。
3.定义式: 。
4.在国际单位制中,功率的单位是瓦特(W),1 W=1 J/s,功率的常用单位是kW,1 kW=103 W。
5.计算功率的推导式:P=Fv,使用条件是F 与v在同一条直线上。
课堂评价
1.下列关于功率的说法中正确的是 ( )
A.做功多的机械,功率一定大
B.做功快的机械,功率一定大
C.做功时间少的机械,功率一定大
D.功率是用做相同的功比较做功时间的方法比较做功快慢的
B
课堂评价
2.小宇同学在体育课上做引体向上的功率是150 W,表示该同学 ( )
A.每秒做功150 J/s
B.能够做功150 J
C.1 s的功率是150 W
D.1 s内做功150 J
D
课堂评价
3.甲乙两人做功之比是5︰6,所用时间之比是2︰3,则他们的功率之比是________;甲同学重600 N,一同学重500 N,他们进行登楼比赛,从一楼跑上六楼甲用了60 s,乙用了40 s,则_______同学做功较多,_______同学的功率较大。
5︰4
甲
乙
谢谢!
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