内容正文:
苏科版2025
第4节 功率
学习目标
温故知新
功率的概念
当堂评价
测量物体的功率
活动11.3 估测上楼时的功率
一些功率值
功率
第十一章
简单机械与功
1.知道功率的概念和物理意义。
2.能通过实例、作图等多种方式来描述功率。
3.知道功率的公式、单位,能用公式计算功率。
4.能自己设计实验测量功率。
1.比较物体运动快慢的方法:(1)通过____________比较_______;(2)经过____________比较______。物理学中,用______表示物体运动的快慢。
相同的路程
时间
相同的时间
路程
速度
★课堂引入
观察下面图片,思考问题
在相同时间内,用挖掘机挖土要远远快于人用铁锹挖土。这说明工作时间相同,但做功不同。
小明上教室,通常需要1.5min。如果他跑步上教室只需要40s。小明在两种情况下,做的功相同,但做功快慢不同。
由此可知,要想比较物体做功的快慢,除了做功大小外,还要看做功所用时间。
教材引入
情景引入:思考
4
思考题:
我们在测量上楼的功率时,发现对于同一个人如果上楼的速度快,他的功率就大。那么功率与物体的运动的速度有关吗?
例题:初三某同学,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则该同学在这段时间内的功率最接近于下面哪个数值 ( )
A.1200W. B.1.2W
C.12W D.120W
D
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
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?
引出问题
这两种方法做的功一样多吗?他们的区别是什么?
9
生活中不仅做功多少很重要,同时做功的快慢也很重
要。如何比较做功的快慢?
例一:甲、乙同学提同样一桶水上四楼,甲用时10s,
乙用时20s,谁做功快?
做相同的功,用时短的做功快。
例二:甲、乙两同学用时都是20s,甲提、了两桶水
到四楼,乙只提了一桶水到四楼,谁做功快?
在相同的时间里,做功多的做功快。
比较做功快慢
02
功率相关计算
例1
电动车以其轻便、实用、环保的优点,深受人们的喜爱。已知一辆电动车的质量为40kg,速度最大可达36km/h。该电动车每次充电,能储存电能3×106 J,其中有72%的电能可以转化为机械能.假设该电动车一直行驶在平直路面上,当它以最大速度匀速行驶时,受到的阻力为30N。
①该电动车以最大速度匀速行驶时,电动车牵引力的功率为多大?
②该电动车充一次电,以最大速度匀速行驶,最多可连续行驶多长时间?
F=f=30N
v=36km/h=10m/s
P=Fv=30N×10m/s=300W
W=ηW电=72%×3×106J
=2.16×106J
P=
W
t
t=
W
P
=
2.16×106J
300W
=7.2×103s
=2h
答:……
“议一议”:
为什么健身教练可通过改变所播放音乐的节奏来控制健身操的运动量?
健身教练通过音乐节奏的快慢来调节学员完成同样动作所用的时间
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?
估测上楼时的功率
11.3
同组同学中,谁上楼时的功率大?你猜测时考虑了哪些因素?
1.如何比较上楼时的功率?可以有哪些不同的方案?
2.如果要求估测功率的大小,需要测量哪些数据?用什么测量工具?
猜一猜
想一想
上楼时间的长短
上楼时做功的多少
(2)方案二:做功相同比时间。让甲、乙两同学做相同的功,测出所用的时间,用时短的同学功率大;
估测上楼时的功率
11.3
可以采用做功时间相同比较做功的多少和做相同的功比较所用时间的长短的方法。
(保证两同学做相同的功,实际操作中存在困难)
(1)方案一:相同时间比做功多少。测算出在相同时间内,甲、乙两同学所做功的多少,做功多的功率大;
(3)方案三:利用公式P=,分别测出甲、乙同学爬到5楼所用的时间和做的功的多少,然后通过计算比较功率的大小。
你认为哪种方案更容易操作?
方案三(或方案一)
(2) 测量工具: ;
估测上楼时的功率
11.3
3.按照上述方案三估测功率时,需要测量哪些数据?用什么测量工具?
(1) 测量物理量: ;
学生的质量m 、 5楼的高度h 、上楼的时间t
电子秤、皮卷尺、秒表
功率:功与做功所需时间之比叫做功率。
功率的物理意义:表示物体做功快慢的物理量。
公式:
单位:
国际单位:瓦特 ,符号 W
常用单位:千瓦 (kW)、兆瓦(MW)
换算关系: 1kW=103W 1W=1J/s
P =
W
t
功率=
功
时间
功率
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年
小资料
2.估测上楼时的功率
(1)测量功率的原理:<m></m>.
(2)测量功率:
①测量工具:体重计、刻度尺(或卷尺)、秒表.
②测量的物理量:人的质量<m></m>,人体上升的高度<m></m>,做功
所用的时间<m></m>(上楼的时间不能过短,否则测量时间时误
差大).
. .
. .
新知探究
知识点2 功率的测量
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③估测人上楼的功率时,楼的高度可用卷尺直接测量,
也可用刻度尺测出一个台阶的高度,再乘以楼梯的台阶
数即可计算出一层楼的高度.
④人上楼时克服重力所做的功
( 一般不直接测量人的重力,而是测出质量 ,计算
出重力),则人上楼时的功率为 .
. .
新知探究
知识点2 功率的测量
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7/2
2.如图是甲、乙两个物体做功W与做功时间t的关系图像,根据图像提供的信息,下列判断中错误的是( )
A.由图线甲可得出功与其做功时间成正比
B.做功时间相同时,甲做的功比乙做的功多
C.做功相同时,甲用的时间比乙用的时间多
D.甲做功与其时间之比大于乙做功与其时间之比
C
解析 由甲、乙两个物体做功W与做功时间t的关系图像为过原点的直线可知,甲做的功与其做功时间成正比,故A正确;
由图像可知,相同时间内,甲做的功比乙做的功多,即W甲>W乙,由P=可得,P甲>P乙,故B、D正确;
由题图知,做功相同时,甲用的时间比乙用的时间少,故C错误。
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