内容正文:
第二节 功率
八年级
初中物理
第十章 功与能
学习目标
1.掌握功率的概念,理解功率的物理意义。
2.能应用功率的公式进行简单的计算。
3.通过对功率物理意义的理解,用生活中的实例说明功率的含义。
4.了解功率的拓展公式P==Fv。
课堂引入
在物理学中,怎样描述做功的快慢呢?
分别用挖掘机、一个人用铁铲来挖土:
经过相同的时间,挖土机挖的土更多,即挖掘机做功多。
挖相同多的土,即做相同的功,挖掘机用的时间和用铁铲挖用的时间不同。
可见,除了做功多少之外,还有做功快慢之分。
做功的快慢
知识点一
1.比较运动快慢的两种方法
观众:在时间相同的情况下,比较路程。
裁判:在路程相同的情况下,比较时间。
表示运动快慢必须考虑路程和时间两个因素。
把路程与时间之比叫速度。
(1)图甲、乙:做功相同时比较时间的长短,时间越短,做功就越快。
(2)图乙、丙:时间相同时比较做功的多少,做功越多,做功就越快。
2.比较做功快慢的两种方法
表示做功快慢,必须考虑功和时间两个因素。
做功相同时,时间越短,做功就越快。
时间相同时,做功越多,做功就越快。
我们可以用单位时间内所做的功的多少来表示做功的快慢。
如图,一个大人和一个小孩一起爬相同的楼梯,若大人比小孩的质量大,爬相同的楼梯,所用时间相同,他们移动的距离 _______,大人和小孩做的功_______ (均选填“相同”或“不同”)。如果大人和小孩在相同时间内爬完, _______ (选填“大人”或“小孩”)做功快。
典例1
相同
解析:大人的重力大于小孩的重力,爬完相同的楼梯,则他们移动的距离相同,由W=Gh可知,大人做的功比小孩做的功多。
大人用的时间与小孩相同,大人做的功比小孩做的功多,则大人比小孩做功快。
不同
大人
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就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,用功率表示做功的快慢。
物体做的功与做功所用时间之比叫功率。
它在数值上等于单位时间内所做的功。
3.功率的定义
P=
4.功率的公式
W :某个力做的功
t :做这些功所用的时间
P :这个力做功的功率
在国际单位制中,功的单位是焦耳(J),时间的单位是秒(s),功率的单位是焦耳每秒(J/s)。
物理学中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
1 W =1 J/s 。
常用单位还有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
1kW =1000W 1 MW=106W
5. 功率的单位
瓦特,英国发明家。1769年,瓦特在大量试验的基础上,经过了无数次失败,终于制成了一台单动式蒸汽机。1782年,瓦特又研制成功一种新式双向蒸汽机,可以广泛地应用在各种机器上。到了19世纪30年代,蒸汽机推向了全世界。从此,人类社会进入了“蒸汽时代”。为了纪念他,人们将功率的单位命名为“瓦特”。
6.功率的物理意义
(1)功率表示做功的快慢,功率越大,做功越快;功率越小,做功越慢。
(2)功率的大小表示单位时间内做功的多少。
1W的物理意义是每秒力对物体做功1J。
7.功率大小举例
电动自行的功率为几百瓦
小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦
“山东舰”的功率超过十万千瓦
大型履带起重机的发动机功率为数百千瓦
2.推导公式
P==Fv。
W=Fs
v=
若物体在力F 的作用下,以速度v沿力的方向做匀速直线运动:
功率的计算
知识点二
1.基本公式
P=
变形式:求功:W=Pt, 求时间:t=
由P=Fv可知,功率P一定时,力F与速度v成反比,这对功率的实际应用有较大的意义。
3. 实例应用
例如,汽车在水平路面上行驶时,需要的牵引力F较小,而发动机的功率P一定,由P=Fv可知,速度v 大;
而汽车在爬坡时,需要的牵引力F较大,就必须改用低速行驶。
新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中该车牵引力做功为_______________J,功率为_________kW。(g取10 N/kg)
典例2
9.6×106
解析:由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力,牵引力F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103 kg×10 N/kg=800 N;
牵引力做的功W=Fs=800 N×12 000 m=9.6×106 J;
牵引力的功率P== =16 kW。
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典例3
我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600 如图所示,在水面滑行测试中,飞机在水平面上以10 m/s 的速度沿直线匀速滑行了60 s,若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106 W。求飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力。
解析:在飞机发动机牵引力的总功率P=2.5×106W,因为P==Fv ,所以飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力:F===2.5×105 N。
课堂小结
基本公式:P=。变形式: W=Pt, =
比较运动快慢的两种方法:相同时间,比功的大小;做功相同,比时间长短
功率
做功的快慢
功率的计算
功率定义:功与做功所用时间之比。
公式:P=
拓展公式:P==Fv
随堂练习
1.关于功率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多,功率就越大
B. 功率不同,做的功一定不同
C. 完成相同的功所用的时间越长,功率就越大
D. 在相同时间内做的功越多,功率就越大
D
2.小伟和小波相约去登莲花山,两人都从山脚登上山顶,结果小伟先到达山顶。两人的体重相同,若小伟、小波所做的功分别为W1、
W2,功率分别为P1、P2,那么有( )
A. W1 > W2 ,P1> P2 B. W1 = W2 ,P1> P2
C. W1 < W2 ,P1< P2 D. W1 = W2 ,P1 < P2
B
3.在水平地面上,小明沿水平方向推重400 N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4 s~8 s内木箱受到的推力恒为150 N,在这段时间(4 s~8 s)内,木箱受到的推力的功率是 _______W,8 s~10 s内木箱受到的摩擦力是 _______ N(忽略空气阻力)。
150
150
22
$$