11.2 功 率
知识回顾 一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,力学里就说这个力做了功。 W = FS ① 克服阻力做功: W = f S 1. 功的定义是什么? 一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,力学里就说这个力做了功。 2. 功的计算公式是什么? W = FS 3. 做功的两种常见方式是什么?其计算公式分别是什么? ① 克服阻力做功: W = f S ② 克服重力做功: W = Gh
引入: 怎样表示做功的快慢? 建筑工地上要把几百块转送到楼顶,无论是人工搬运还是用起重机搬运,我们对转做的功是相同的。然而,人工搬运需要几个小时,如果用起重机搬运,几分钟就可以完成。看来做功有快慢之分。那么,怎样表示做功的快慢呢?
引入: 怎样表示做功的快慢? 相同的功比较所用时间 相同的时间比较做功的多少 不同的物体做相同的功,所用的时间可能不同,时间短的做功快;做功的时间相同,不同的物体所做的功可能不同,在相同的时间内,做功多的物体做功快。 不同的物体做相同的功,所用的时间可能不同,时间短的做功快; 思考:如果做的功和所用时间都不相同,又该如何比较他们做功的快慢? 就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,我们用功率表示做功的快慢。
一、功率 t 1. 功率的定义 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 功与做功所用时间之比叫做功率。 功率的物理意义: W P= 单位时间内所做的功。 P= t W 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 瓦特 基本单位: 瓦特,符号(W) 功率的单位是由功的单位和时间的单位组合而成。功的国际单位是焦耳,时间的国际单位是秒,因此功率的国际单位为焦耳每秒,它有一个专门的名称叫做瓦特。
一、功率 t 1. 功率的定义 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 常用单位: 功与做功所用时间之比叫做功率。 功率的物理意义: W P= 单位时间内所做的功。 P= t W 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 基本单位: 瓦特,符号(W) 常用单位: W、KW、MW 换算关系: 1kW=103W, 1MW=103KW=106W 1W即1J/s,表示物体1秒的时间内做功1焦。 1W的物理意义: 练一练 某电动车的功率500W,它的物理意义是什么? 表示电动车1s的时间内做功为500J。
一、功率 t 1. 功率的定义 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 感知功率 功与做功所用时间之比叫做功率。 W P= W、KW、MW
一、功率 t 1. 功率的定义 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 感知功率 功与做功所用时间之比叫做功率。 W P= W、KW、MW
一、功率 t 拓展:功率的推导公式 1. 功率的定义 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 P = F V P = — = —— = —— 功与做功所用时间之比叫做功率。 1. 功率的定义 P= t W 2. 功率的公式 3.功率的国际单位 W、KW、MW 拓展:功率的推导公式 P = F V 想一想,为什么汽车上坡时,司机常常换低挡减小速度? 分析:假设汽车发动机的功率一定,则 P = — = —— = —— = FV t w FS FVt 由功率的推导公式P=FV 可知,在功率一定时,拉力的大小和运动速度成反比。 在功率不变时,上坡时司机将变速档位换到低速档上可使汽车获得较大的牵引力。
一、功率 例题 大石头质量为6t,起重机的吊钩在15s内将大石头匀速提升了1m,起重机提升大石头的功率是多少? 方法二: 解: G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104 N 拉力做的功是:W=FS=Gh=6×104N×1m=6×104J P= 15s W = t 6×104N 提升大石头的功率为: =4×103W 方法二: F = G = mg = 6×103kg×10N/kg=6×104N V=S/t=1m/15s= 1 15 m/s 1 P=FV = 6×104 N× m/s 15 =4×103W 答:起重机提升大石头的功率是4×103W。
总 结 P= t 1.功率的定义 功率是反映做功的快慢的物理量,功与做功所用时间之比叫做功率。 2.功率的定义公式 P = FV 重 要 总 结 1.功率的定义 功率是反映做功的快慢的物理量,功与做功所用时间之比叫做功率。 P= t W 2.功率的定义公式 P = FV 重 要 推导公式: 3.功率的国际单位 W、KW、MW 1W的物理意义: 1W即1J/s,表示物体1秒的时间内做功1焦。 换算关系: 1kW=103W 1MW=103KW=106W
C 课堂练习 1. 一台机器的功率是1.5 kW,它表示机器在1s内可做的功是__________,2s内做的功为_________ 。 1.5 kJ 3.0 kJ 2. 功率相同的两台机器,若做功之比 2︰1 ,则时间之比为 。 2:1 解:由 P=W/t 可知,当功率相同时,功与时间成正比,所以,做功之比为 2︰1 时,时间之比也为 2︰1。 3. 对于功率公式P=W/t的理解,正确的是( ) A.做相同的功用的时间长的功率大 B.功率大的机器一定比功率小的机器做功多 C.功率小的机器一定比功率大的机器做功慢 D.功率与时间成反比 C
B 课堂练习 t乙 t甲 1︰1 8︰7 3.要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列物理量中,不需要测量的是( ) A.他的质量 3.要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列物理量中,不需要测量的是( ) A.他的质量 B.单杠的高度 C.每次身体上升的高度 D.做“引体向上”的时间 B 4. 甲、乙两位同学的体重相同,他们都从一楼走到了三楼,若甲和乙爬楼所用时间之比为7︰8,那么甲、乙做功之比为________,功率之比为_________。 1︰1 8︰7 解:两同学体重相同,运动路程相同, 因此所做的功相同。 —— P甲 P乙 =—— W甲 t甲 ×—— t乙 W乙 =—×— = 1 7 8 8︰7
课堂练习 5. 在亚运会上,我国男子举重58kg级运动员吴美锦以抓举130kg的杠铃夺得金牌,如果他将杠铃举高2m所用的时间为 2s,那么他抓举杠铃的功率是多少瓦? 解:G=mg=130kg×10N/kg=1300N W=Gh=1300N×2m=2600J P= ——=————=1300W W t 2s 2600J 解法二: G=mg=130kg×10N/kg=1300N V=S/t=2m/2s=1m/s P=FV=GV=1300N×1m/s=1300W
6.(2017•安顺)在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC.如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1 W2,P1 P2(两空均选填“>”、“<”或“=”) = < 7.(2017•邵阳)如图所示,物体在 5N 的水平拉力 F 作用下,沿水平面以0.2m/s 的速度匀速运动了 4s,拉力 F 的功率为 W。 2
8.(2017•益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中: (1)运动员下落的平均速度; (2)重力做的功; (3)匀速下降时重力做功的功率. (1)运动员下落的平均速度为10m/s; (2)重力做的功为1.5×105J; (3)匀速下降时重力做功的功率为3×103W.