初中物理人教版八年级下册11.2 功率教案配套ppt课件
展开1. 知道功率的概念。2. 结合实例理解功率的概念,能用功率的计算公式进行简单的计算。3. 熟练解答有关功、功率、速度的综合性题目。
1. 功率是表示物体__________的物理量。2. 在物理学中,把______________________叫做功率,它在数值上等于__________内所做的功。3. 功率的公式是________,其中各字母表示的物理量分别是:W表示____,P表示_____,t 表示_______。
4. 在国际单位制中,功的单位是______,时间的单位是____,功率的单位就是_______,它有个专门的名称叫做______,简称_____,符号为_____。在工程技术上,常用千瓦(kW)作为功率的单位。1 kW=_____ W。
5. 汽车在前进时,牵引力做功在一段时间内的速 度为v,则其牵引力的功率 P = ____ = _______ = ______,由此变形式可知,汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成______。
他们爬相同的楼梯时,做功相等吗?做功的快慢一样吗?
做一样多的功,所用时间不同。
人与起重机,哪个做功快? 你是怎样比较出来的?
在相同的时间内,做功多少不一样。
比较做功快慢的方法.
方法一: W甲=W乙时,用时间短的则做功快;
方法二: t甲= t乙时,做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同,怎样去比较做功的快慢呢?
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、丙做功分别是多少?
甲、乙、丙做功谁最快?谁最慢?
应选取同一标准进行比较
比较做功快慢的一般方法
选取时间为标准进行比较
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
1.功与时间之比叫做功率 数值上等于单位时间内所做的功。
常用单位:1 kW= 103 W 1 MW= 106 W
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
功率70 W表示:在1 s内做了70 J的功。
功率70 W表示什么物理意义?
例1 大石头质量为6 t,起重机在15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1 m,起重机提升大石头的功率是多少?g取10N/kg。
解 :因为匀速提升,起重机提升大石头的拉力与大石头所受的重力相等,即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N大石头在拉力的方向上移动的距离s =1m
所以拉力做的功W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J功率起重机提升大石头的功率是4×103W。
请大家思考:起重机的电动机做功的功率也是4×103W吗?为什么?
不是的,因为起重机的电动机除了提升物体做功外,还要克服起重机自身部分重力,如钢绳重力做功,还有机器部件间的摩擦力做功,这些功合起来肯定要大于4×103W。
例2 在抗旱工作中,某单位帮助一个扶贫 村打了一口地下水井,并在地面上修建了一个深2m,能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。(g 取10N/kg)求:(1)将30t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功。(2)水池装满水后,水对池底的压强。(3)将30t的水从井中抽到水池中需要1h,则这台抽水机的功率不得低于多少瓦?
解 :(1)水的质量:m = 30t = 30×103kg = 3×104kg,水受到的重力:G = mg = 3×104kg×10N/kg = 3×105N,抽水机对水做的功:W = Gh = 3×105N×30m = 9×106J.
(2)水池中水深 h = 2m,则水对池底的压强:p = ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa.(3)抽水机抽水的时间 t = 1h = 3600s,则抽水机的功率至少是
推导功率的计算公式 P = Fv
由W = Fs、 可得
(1)当物体的功率一定时,它受到的牵引力越大,速度越小。(2)当物体的牵引力一定时,功率与速度成正比。(3)当物体速度一定时,牵引力越大,它的功率越大。
公式 P = Fv 表示什么物理意义?
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
例3 判断下面说法是否正确,正确的打√, 错误的打×。(1)机器的功率越大,做功越多。 ( )(2)做功越多的机器,功率就越大。 ( )(3)做功的时间越少,功率就越大。 ( )(4)机器的功率越大,做功越快。 ( )(5)机器运行的速度越大,机械做功越多。 ( )
例3 判断下面说法是否正确,正确的打√, 错误的打×。 (6)功率小的机械做功可以比功率大的机械做功多。 ( )(7)在动力 F 相同时,机械的速度越大,做功越快。 ( )
例4 在平直公路上匀速行驶的汽车,发动机 的实际输出功率为60kW,速度为30m/s,则下列说法中错误的是( ) A.汽车受到的牵引力是2000NB.汽车受到的阻力是2000NC.牵引力做功是60000JD.行驶10s牵引力做功6×105J
W = Pt =60000W×10s=6×105J
例5 如图所示是轻型水陆两栖飞机,可用 于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg,g取10N/kg。问:
解:(1)飞机停在水面时,F浮=G,即ρ水gV排=mg,所以
(1)飞机停在水面时,排开水的体积是多少?
(2)飞机水平匀速飞行时,动力等于阻力,即 F=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N, 飞机发动机的功率 P=Fv=4000N×360km/h=4000N×100m/s=4×105W.
(2)若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍,飞机发动机的功率是多少?
(3)方法一:飞机飞行4h时,飞机发动机所做的功为 W = Pt = 4×105W×4h= 4×105W×4×3600s = 5.76×109J.方法二:飞机飞行4h时,所飞行的路程是s = vt =360km/h×4h=1440km=1.44×106m,飞机发动机所做的功为W = Fs =4000N×1.44×106m=5.76×109J.
(3)若飞机飞行4h,则飞机发动机所做的 功是多少?
已知功率 P = Fv,作为汽车来说,最大输出功率 P 是一定的,因此Fv = P(定值),可见,牵引力与速度成反比,所以,汽车上坡时因需要的牵引力越来越大,速度越来越小,司机要换挡减速;换句话说,如果需要同等大小的牵引力的条件下,功率大的汽车,上坡速度快些。
汽车的输出功率与牵引力、速度之间有什么关系?
在匀速直线运动中,瞬时速度与平均速度相等。
1.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图甲、乙所示,两位同学均从一楼搬运物体到三楼。
基本题型一 比较物体做功的快慢
由图中提供的信息,可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是:(1)________________________________________________;(2)_________________________________________________。
做同样的功,比较用时多少,时间少的 做功快
在相同的时间内,比较做功的多少,做 功多的做功快
2.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大,则( )A.甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对
基本题型二 功率的理解
3.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是( )A.运动员的质量B.攀岩的高度C.攀岩所用的时间D.运动员的身高
基本题型三 功率的测量
解析:攀岩是克服自身的重力做功,功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积。
功率是表示物体做功快慢的物理量
瓦特,符号W,1kW = 1000W
如下图是使用汽车打捞水下重物的示意图,在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,四位同学画出了汽车功率(P)随时间(t)变化的图象(如下图),其中正确的是( )
解析:汽车打捞水下重物,重物从水底拉到井口的过程可以分为三个阶段,第一阶段:重物由被拉起到露出水面之前;第二阶段:重物从露出水面到离开水面;第三阶段:重物离开水面到拉至井口。因为汽车以恒定速度向右运动,根据功率的导出公式P=Fv可知,汽车功率的大小与拉力成正比。
F1 = G - F浮( F浮 = ρ水V物 g 不变 )
F2 = G - F浮( F浮减小, F2 增大)
1.从课后习题中选取;2.完成练习册本课时的习题。
1.甲乙二人同时开始登山,甲先到达山顶。你能判定哪个人的功率大吗?为什么?
解答:由于不知道甲、乙二人的体重,因而也不知道二人登山所做功的大小,仅仅根据他们登山时间不同是不能判定谁的功率大的。
(见教材P66动手动脑学物理)
解答:上升的高度h = 3m×3 = 9m,货物重力 G=mg=1.2×103kg×9.8N/kg=1.176×104N。电动机做的功W=Gh=1.176×104N×9m=1.0584×105J。电动机的功率
2.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货 物的质量为1.2 t,在10 s内从楼的2层上升到5层。如果每层楼高3 m,升降机电动机的功率至少是多大?
3.功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛去完成,需要多长时间?
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