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(共23張PPT)
第九章 機械和功
第4節 功率
把書包從1樓提到5樓，不論乘坐電梯上樓還是步行上樓，對書包做功的多少都是一樣的，但所需的時間卻不同，步行上樓大約需要1min，乘坐電梯大約僅需10s。可見，不同的做功過程可能做功快慢不一樣。如何比較做功的快慢呢
類比速度，比較做功的快慢。
新知導入
1.知道功率的概念及物理意義。
2.掌握功率的定義式，會用功率公式進行簡單計算。
3.了解功率在實際生活中的應用。
學習目標
甲
乙
人與起重機，將相同數量的磚塊，用送到相同高度，哪個做功更快？你是怎樣比較出來的？
F2=300N
F1=300N
h=3m
人的拉力 起重機拉力
做功W/J
時間t/min
7200
7200
10
4
做一樣多的功，所用時間不同。
數據記錄
新知學習
知識點一：比較做功快慢的方法
甲
乙
人的拉力 起重機拉力
做功W/J
時間t/min
7200
18000
10
10
數據記錄
F2=300N
F1=300N
h=3m
在相同的時間內，所做的功不同
甲
乙
F2=300N
F1=300N
h=3m
人的拉力 起重機拉力
做功W/J
時間t/min
10800
7200
15
4
數據記錄
若時間和做功都不相同，怎樣去比較做功的快慢呢？
比較做功快慢的方法
做功相同時，比較所使用的時間的多少。
時間相同時，比較做功的多少。
做功和時間都不相同，如何比較呢？
比較運動快慢的方法
路程相同時，比較所使用的時間的多少。
時間相同時，比較路程的多少。
路程和時間都不相同，如何比較呢？
選取時間為標準進行比較
V＝
S
t
所做的功
時間
例:　甲、乙、丙三位同學分別搬磚到二樓，每塊磚物重為10 N，樓高為 3 m，他們搬磚的數量和所用的時間如下表：
甲 乙 丙
磚數（塊） 20 20 15
做功（J）
時間（min） 10 20 20
600
450
600
（1）甲、乙、丙做功分別是多少？
（2）甲、乙、丙做功誰最快？誰最慢？
功/時間(J/min)
應選取同一標準進行比較——做功所用時間
功與做功時間的比表示物體做功的快慢
60
30
22.5
甲做功最快，丙做功最慢
在物理學中，我們用功率描述做功的快慢。
2.公 式
即P =
W
t
功率=
功
時間
1.功率P的定義：功 與完成這些功所用的時間 之比
W
t
變形式：
一定時間內做功的多少：
做一定量的功所需要的時間：
新知學習
知識點二：功率
3.單 位
千瓦 kW、兆瓦MW
1kW=103W，1MW=106W
物理量 符號 單位
功 W 焦耳J
時間 t 秒s
功率 P 瓦W（瓦特）
瓦特 James Watt
英國 1736－1819
瓦特花了10年時間，研制出精巧實用的新型蒸汽機，為了紀念瓦特，人們把常用的功率單位定為瓦特，簡稱瓦。
一般機器上都有一個小牌子叫做銘牌，上面標有一些數據，功率是其中的一項。
功率1.2kW表示什么物理意義？
表示物體在1s內做功1200J。
抽水機
銘 牌 型 號 5C11
流 量 52m3/h
吸 程 10m
功 率 1.2kW
一些物體的功率
人長時間運動過程中的
功率約為數十瓦
馬長時間運功過程中的
功率為幾百瓦
小汽車的功率可達 100 kW
飛機發動機的功率
可達 1 000 kW
高速動車組列車功率可達幾千千瓦至兩萬千瓦
萬噸級遠洋貨輪發動機的
功率可達10 000kW
例題 公園里有一座山，山腳到山頂的高度為200 m，在山腳與山頂之間建有空中纜車的索道。電動機用 4 min 將一空中纜車從山腳運送到山頂，需做功 7.2×106 J，該電動機對纜車做功的功率是多少？工人小李提著質量為 12 kg 的工具箱從山腳爬到山頂大約需要 20 min，小李對工具箱所施拉力做功的功率約為多少？（g 取 10 N/kg）
分析：依據功率的定義，用電動機做的功與所用時間之比即可求出電動機對纜車做功的功率。求小李對工具箱所施拉力做功的功率，需要先求出小李對工具箱的拉力做的功。小李對工具箱的拉力大小等于工具箱所受重力的大小，在拉力方向上移動的距離為山腳與山頂的高度，運用功的計算公式就可以計算出拉力做的功，進而求出功率。
功率的公式運用
解：電動機做的功 W1 = 7.2×106 J，所用時間t1 = 4×60 s = 240 s。
電動機對纜車做功的功率
小李對工具箱的拉力做的功 W2 = mgh，所用時間 t2 = 20×60 s = 1 200 s。
拉力做功的功率
答：電動機對纜車做功的功率是3×104 W，小李對工具箱所施拉力做功的
功率是20W。
拓展延伸
當汽車上坡時，司機經常將擋位換至低檔，為什么要這樣做呢？
P ＝ F v
汽車最大功率一定，上坡時，通過換用低檔降低行駛速度，從而獲得較大的前進動力。
由W＝Fs、 v= 和
（物體在力F 作用下做勻速直線運動）
P =
W
t
比較做功的快慢
功率
功與完成這些功所用的時間之比
物理意義
表示物體做功快慢的物理量
功率的表達式
P =
W
t
P = Fv
課堂小結
1. 對于正常工作的機械，關于其功率與所做的功，下列說法中正確的是（ ）
功率大的機械做的功多
功率大的機械做功用的時間少
單位時間內做的功越多，則功率越大
功率大的機械做功快
CD
課堂檢測
2. 小明參加社區志愿服務，用水平恒力 F 將樓門口的箱子沿水平地面勻速推到電梯口處，已知小明對箱子的推力做功隨時間變化的情況如圖所示。若他完成推箱子的時間為 20 s，此過程中箱子
所通過的路程為 16 m。求：
（1）小明對箱子的推力做功的功率。
（2）箱子在運動過程中所受的滑動摩擦力的大小。
解：（1）
（2）推箱子的過程中推力做的功W' = Pt' = 40 W× 20 s = 800 J，因為箱子是勻速運動，所以
3. 如圖所示，某人通過滑輪組將一桶渣土從深井中勻速提升到地面。已知桶及渣土的總重為720N，井深為10m，人對繩子水平向右的拉力大小為380N，桶從井底被提升到地面所用的時間為90s。
（1）求動滑輪下端繩子對桶的拉力做功的功率P1。
（2）求人拉繩做功的功率P2。
（3）比較P1與P2的大小，你能發現什么？這說明了什么？
解：（1）將渣土勻速提升到地面所做的功
W1 = F1h = Gh = 720 N×10 m = 7200 J
則動滑輪下端繩子做功的功率
（2）動滑輪上承擔物重的繩子段數 n = 2，人拉繩做的功
W2 = F2s = F2nh = 380 N×2×10 m = 7600 J
人拉繩做功的功率
（3）由上述計算結果可知 P1 < P2。
人拉繩做功的功率比提升渣土做功的功率更大，則在相同時間內，人拉繩做的功比克服物體重力做的功更多，這說明人用滑輪組提升物體時不光要克服物體的重力做功，還要克服動滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦力做功。
4. 汽車拉著拖車走上坡路時，有經驗的司機會降低車速，以便在汽車對拖車的拉力的功率一定的情況下，獲得對拖車更大的牽引力。請你用牽引力與速度的關系解釋其中的道理。
由此可見，當汽車功率一定時，速度越小，牽引力越大。
解：汽車拉力做的功W=Fs ， 則汽車拉力做功的功率

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