1、第 2 节 功率第 1 课时 功率及功率的计算1. 功率的意义及计算公式 2. 功率的计算功率的概念及物理意义自主预习:阅读本节第 65、66 面内容,完成下面问题:1.回忆如何比较物体运动的快慢?2.小强体重 500N,在 5S 内跑到 5m 高的楼上,则小红做了 2500 J 的功。小明体重 500N,在 10S 内走到 5m 高的楼上,则小明做了 2500 J 的功。小红体重 400N,在 10S 内跑到 6m 高的楼上,则小强做了 2400 J 的功。小组讨论:1.上面三道题中:小强和小明, 小强 做功快,你是怎么比较出来的? 小明和小红, 小明 做功快,你是怎样比较出来的? 2.物理
2、学中用一新的物理量 功率 来表示物体做功快慢,它的定义是 单位时间内所做的功 。3.功率= 功/做功时间 。功率用符号 P 表示, 功用符号 W 表示, 时间用符号 t 表示,因此用符号表示公式是 P=W/t .4.功的单位是 J ,时间的国际单位是 s ,所以功率的单位是 J/s ,为了纪念英国的工程师 瓦特 ,人们将功率的单位叫做 瓦特 ,简称 瓦 ,符号 W 。所以: 1W= 1 J/S,1W 的物理意义是 1s 内所做的功是 1J , 常见的单位还用 kW 。1KW= 1000 W。5.利用功率的公式,计算出小强的功率= 500W ,小明的功率= 250W ,小红的功率= 240W 。
3、教师点拨:功与功率的计算区别:功力和在力的方向上移动的距离的乘积,单位:J功率功和完成这些功的时间的比值,单位:J/s(或 w)跟踪练习:1.下列关于功率的说法中,正确的是( B )A做功多的机械,功率一定大 B做功快的机械,功率一定大来源:学优高考网 gkstkC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2.小明用相同的水平推力,分别使较重的 A 物体沿较光滑的平面移动,较轻的 B 物体沿较粗糙的平面移动,若在相同的时间内移动相同的距离则下列说法正确的是( D )A小明对 A 物体做的功多 B小明对 B 物体做的功多C小明推 A 物体时的功率小 D小明
4、推 A、B 两物体时的功率相同3体重为 900N 的爷爷与体重为 300N 的小孙子举行登楼活动,楼高三层共 10 米。若:爷、孙两人同时从一楼起步,半分钟后同时到达三楼;爷爷年纪大、身体较重,孙子登楼用了半分钟,爷爷所用的时间是孙子的 2 倍;孙子登楼用了半分钟,爷爷所用的时间是孙子的 3 倍。以上三种情况下,谁做功多?谁做功少?谁用的时间多?谁用的时间少?谁做功快?谁做功慢?功率的计算自主预习:自学第 66 面例题,并思考下面问题:起重机提升水泥板的功率为 1.9103 W,起重机的电动机做功的功率也是 1.9103 W 吗?不是,因为电动机的不可能把电能全部转化为动能对水泥板做功,所以电
5、动机的功率应该大于 1.9103 W 小组讨论:认真读题,你能用几种方法解答下面问题?体能竞赛中,小强在 20s 内就完成了 10 个引体向上动作,已知小强的体重为 500N,每个动作身体向上移动的距离约为 50cm,则小强在整个过程中做功的功率约为多少 W?解法一:略解法二:略教师点拨:功率是表示做功的快慢的,公式 P=W/t 中反映了三个量之间的关系。已知其中的两个量可以确定另外一个量,但如果只知道其中的一个,将无法确定两外两个量的大小;跟踪练习:1蚂蚁用 103 N 的力拉着树叶,10s 内沿拉力方向 前进了 10cm,则蚂蚁对树叶做功为1104 J,此时的功率为 1105 W。2在体育
6、考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重 20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为 2.7m,用时约 0.75s。则球下降过程中重力做功为 54J,功率为 72W。来源:学优高考网 gkstk3质量为 50kg 的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动 500m,自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的 1/10,其功率为 100W, 。求:他骑 500m 所用的时间为多少秒?(取g10N/kg)解:自行车受到的阻力 F 阻 =G 人 /10=m 人 g/10=(50kg10N/kg)/10=50N行驶 500m 做的功 W=F 阻 s=50N500m=25000
7、J 由 P=W/t 可得:所用的时间 t=W/P=25000J/100W=250s教学至此,敬请使用学案当堂训练部分.第 2 课时 功率的测量及变形式的应用1. 功率的测量2. 功率的变形式的应用功率的测量自主预习:学校新购了一箱物理器材,小云同学将它从一楼搬到三楼,小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做的功的功率。【实验器材】_、_、_;【实验步骤】小彬同学设计了测量步骤如下,其中多余的是( B )A.测出箱子的质量 mB.测出楼梯的总长度 lC.测出一楼到三楼的竖直高度 hD.测出小云上楼所用的时间 tE.算出出小云搬运箱子的功率 P小组讨论:在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁
8、的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是( D ) 相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可以比较功率大小; 爬到杆顶,测量出各自的的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小; 爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较。A.只有 1 B.1、2 C.1、3 D.1、2、3教师点拨:要测出机械功率 P,只需想办法测出机械功 W 和对应的做功时间 t,由功率的计算公式 P=W/t 即可求出功率。跟踪练习:1.李华同学用了半分钟时间,从一楼上到二楼,他上楼的功率为 80W,则他所做的功为多少 J?解:由 P=W/t 可得 W=Pt=80W*30s=
9、2400J 2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: 54 。甲同学重 600N,乙同学重 500N,他们进行登楼比赛,从一楼跑上六楼甲用了 60s,乙用了 40s,则 甲 同学做功较多, 乙 同学功率较大3质量为 50kg 的何勇同学,在一次爬杆比赛中,用 12s 爬到了 5m 高的杆顶:(1)何勇受到的重力是多少?(2)何勇爬杆过程中做了多少功?功率多大?解:(1)何勇受到的重力:G=mg=50kg9.8N/kg=490N;(2)何勇爬杆过程中做的功:W=Gh=490N5m=2450J,功率:P=W/t2450/12s204 W。功率变形式的应用自主预习:
10、功的计算公式 W= Fs ,功率的计算公式 P= W/t 。 来源:gkstk.Com小组讨论:1公式 P=FV 的推导:如何由 P=W/t 推导出 P=FV? P= W/t=Fs/t=Fvt/t=Fv 。2公式 P=FV 应用:一汽车重 20000N,受到的阻力是车重的 1/20,当汽车以 20m/s 的速度行驶时汽车的功率是多大? 解:汽车受到的阻力 F 阻=G 车/20=1000N由公式 P=W/t 的推导式 P=FV 可得汽车的功率FV1000N*20m/s=20000W 请解释为什么汽车在爬坡时总是换低速档?而在平路上换高速档?由公式 P=W/t 的推导式 P=FV 可知,汽车的功率
11、一定,上坡时需要获得较大的牵引力 F,就必须减小爬坡速度V,所以要爬坡换低速档,平路不需要很大的牵引力,所以换高速档可以提高运行速度。教师点拨:因为 P=W/t,W=Fs,所以 P=Fs/t=Fv。该公式可以计算瞬时功率。如果在拉力 F 作用下物体做匀速直线运动,则 F 做功的快慢也将不变。该公式表示:某个力做功的功率,等于这力乘以这个力的作用点的速度。注意公式中速度的单位必须是 m/s。跟踪练习:来源:学优高考网 gkstk1.功率为 10 千瓦的拖拉机在平直公路上匀速前进受到的阻力是 2000 牛,在半小时内拖拉机做了多少焦的功?前进了多少米?解法一:半小时内拖拉机做的功 W=pt=10k
12、w*1800s=1.8*107J由公式由 W=Fs 可得前进距离 S=W/F=1.8*107J/2000N=9000m解法二:由公式 P=W/t 的推导式 P=FV,则拖拉机的运行速度=P/F=10000W/2000N=5m/s前进距离 S=Vt=5m/s*30*60s=9000m半小时内拖拉机做的功 W=FS=2000N*9000m=1.8*107J来源:学优高考网2.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为 2000N,速度为 108kmh。 (1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。(2)求牵引力在 10rain 内所做的功。 (3)若发动机的牵引力用 F表示,小汽车的速度用 V 表示,请推导出牵引力的功率 P=FV解:(1)小汽车匀速直线运动时阻力 f=F=2000N(2)牵引力在 10min 内所做的功 W=Fs=Fvt=2000N30m/s600s=3.6107J(3)牵引力的功率 P=W/t=Fs/t=Fv教学至此,敬请使用学案当堂训练部分.