内容正文:
第四节 功率
第十一章 简单机械和功
TZT
1. 知道功率是表示物体做功快慢的物理量。
01
2. 知道功率的公式、单位及其换算。
02
学习目标
3. 能自己设计实验测量功率,并对常见的功率进行估算。
02
小明的教室在五楼,通常他上楼需要1min。
有一次,他跑步上楼只花了40s。
小明两次上楼所做的功是否相同?
相同
小明两次做功的快慢是否相同?
如何比较物体做功的快慢呢?
不相同
TZT
自主学习
请同学们阅读课本18页的内容,类比速度的物理意义、定义、公式等,解决以下问题:
1)功率是的物理意义
2)功率的定义
3)计算功率的公式
4)功率的单位及换算关系
TZT
表示物体做功快慢的物理量.
功与做功所用时间的比值
3)公式:
4)单位:
一、功率
(J/s)
1)物理意义:
2)定义:
5)换算关系:
1Kw= w
103
1Mw = w
106
判断下列说法是否正确:
1.一个机器做的功越多功率越大。
2.一人做功用的时间越短,功率越大。
3.相同时间做功越多,功率越大。
4.做相同功所用时间越多,功率越大
√
×
×
×
①国际单位:J/s,又称瓦特,符号W
②常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW)
瓦特(James Watt,1736 —1819),英国发明家
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观察图11-36,了解一些功率值。
(a) 人骑自行车时的功率通常为70~100 W
(b) 轿车发动机的功率可达100kW
(c) 汽车起重机的功率约为200kW
(d) “和谐号”动车组的功率为5~23 MW
物理意义:
人骑车时在1s内
做功70~100J
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解:t甲=2min=120s t乙=10min=600s
甲机器用2min时间做了6×104J的功,乙机器在10min内做了6×105J的功,这两台机器谁做功快?
∵P乙>P甲
∴乙机器做功快.
例题
课本P20 T1、2
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实践与练习
解: t=0.5min=30s
W=Fs=20N×15m=300J.
P=W/t=300J/30s=10W.
1. 小明用20N的水平推力使购物车在水平路面上前进了15m,所用的时间是0.5min。在此过程中他做了多少功?功率是多大?
TZT
实践与练习
解: P=70kW =7×104 W
t=10 min = 600 s
W=Pt=7×104W×600s=4.2×107J
2. 一辆轿车以70kW的功率行驶10min。该轿车的发动机做了多少功?
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实践与练习
解: v=2v声=2×340m/s=680m/s
s=vt=680m/s×10s=6800m
W=Fs=1.4×105N×6800m=9.52×108J
P=W/t= 9.52×108J /10s=9.52×107w
3. 图11-37所示是我国自行研制的具有国际先进水平的歼-20战斗机。设发动机用约1.4×105N的推力使战斗机以2倍声速(设声速为340m/s)飞行,10s内发动机做了多少功?发动机的功率是多大?
TZT
G=500N,h=0.5m,t=2s
W=Gh= 500N×0.5m=250J。
4. 在做引体向上时,拉力做功使身体上升。请根据自己的体验,写出做引体向上时功率的表达式,并估算出功率的大小。
实践与练习
TZT
估测人上楼的功率
几名同学进行爬楼比赛,谁上楼时的功率大?估测时需要考虑哪些因素?
猜一猜
原理:
P =
W
t
想一想
1.如何比较同学上楼时的功率?可以有哪些不同的方案?
2.如果要估测功率的大小,需要测量哪些物理量?用什么工具测量?
活动
11.3
人的体重、
爬的高度、
上楼的时间
磅秤/体重计、刻度尺、秒表
人的质量m
上楼的高度h
上楼的时间t
器材:
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思考: 如何粗略测量楼的高度?
6
4
3
2
1
5
7
8
9
10
11
12
13
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实验步骤:
(1)用磅秤测出同学的质量m
(2)用刻度尺测出一个台阶的高度,数出台阶数n,算出总高度为h
(3)用秒表测出所用的时间t
P=
W
t
=
mgh
t
实验原理:
P
表达式:
实验表格
实验次数
(1)
(2)
人的质量m/Kg
人上楼的高度h/m
所用的时间t/s
人做功的功率P/w
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计算功率的另一个公式:
P=
W
t
=
F·S
t
=
Fv
汽车的功率是由汽车的发动机提供的,它的最大功率应该是不变的。汽车上坡时需要的牵引力比在平地上行驶时大,所以汽车上坡时,要 (增大/减小)速度行驶;拖拉机在耕田时,要进行深耕,必须 (增大/减小)速度行驶。这是因为 。
根据P=Fv可知,P一定时F与v成反比,所以汽车上坡时减小速度可以增大牵引力。
减小
减小
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课堂训练
1.下列说法中正确的是 ( )
A.物体做的功越多,则功率就越大
B.物体做功的时间越短,则功率越大
C.在相同的时间内做的功越多,功率越大
D.功率越大,则做功越多
2.甲、乙两同学进行爬杆比赛,爬到杆顶时,甲、乙两人质量之比是5:6,甲用了9s,乙用了10s,则他们爬竿的功率之比P甲:P乙等于( ).
A.3:4 B. 4:3
C.25:27 D. 27:25
C
C
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3.如右图所示,是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。由图可知,甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较,正确的是 ( )
A.P甲<P乙
B.P甲>P乙
C.P甲=P乙
D.无法比较确定
B
t /s
W/J
甲
乙
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4. 甲、乙两个集装箱的质量相同,起重机第一次将甲集装箱以0. 1m/s的速度匀速提升10m,第二次将乙集装箱以0.2m/s的速度匀速提升相同的高度。若不计空气阻力,两次钢绳对集装箱的拉力相比,第一次________第二次;两次对集装箱做功的功率相比,第一次________第二次。(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)
小于
等于
技巧:
如果题目中出现功率和速度,优先考虑公式P=FV
TZT
$