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(共28張PPT)
第11章 機(jī)械與功
功率
3　第2課時(shí)
01
知道功率的概念及物理意義。
02
了解功率的定義式、推導(dǎo)式及單位。
03
會(huì)用功率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
觀察與思考
①你認(rèn)為愚公移山是不是在做功呢？
②愚公能不能完成這么多的功呢？
③你能不能幫助愚公盡快完成呢？
在做功
花費(fèi)很多很多時(shí)間可能完成
借助現(xiàn)代化工具
做一樣多的功，所用時(shí)間不同；小剛用的時(shí)間少，小剛做功快。
做相同的功，比較所用時(shí)間
思考：(1)小明和小剛用鐵鍬挖土，小明30 s做功600 J，小剛10 s做功600 J。哪位同學(xué)做功比較多，哪位同學(xué)做功比較快？
為什么？
一、功率
一、功率
做功時(shí)間都是10 s，小剛做的功多，小剛做功快。
做功時(shí)間相同，
比較做功多少
思考：(2)小明和小剛用鐵鍬挖土，小明10 s做功200 J，小剛10 s做功600 J。哪位同學(xué)做功比較多，哪位同學(xué)做功比較快？
為什么？
一、功率
單位時(shí)間內(nèi)小剛做功多，所以小剛做功快。
思考：(3)小明和小剛用鐵鍬挖土，小明30 s做功600 J，小剛10 s做功300 J。哪位同學(xué)做功比較多，哪位同學(xué)做功比較快？
為什么？
小明做功比較多；
比較單位時(shí)間內(nèi)做功多少
功率
(1)在物理學(xué)中，用功率表示 ，____________________________
叫作功率。
(2)功率的表達(dá)式為： 。
(3)功率的單位是 ，它有個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)叫作 ，簡(jiǎn)稱(chēng) ，符號(hào)是 。
(4)功率的單位換算：1 kW＝ W。
做功的快慢
功與完成這些功所用時(shí)間之比
P＝
焦/秒
瓦特
瓦
W
103
一、功率
功率公式的理解
(1)使用P＝時(shí)一定要注意三個(gè)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功W一定是對(duì)應(yīng)的時(shí)間t內(nèi)完成的，這樣算出來(lái)的功率才是時(shí)間t內(nèi)的功率。
(2)由P＝計(jì)算出的功率是平均功率，即在時(shí)間t內(nèi)的平均功率。
一、功率
平常見(jiàn)到的抽水機(jī)上有個(gè)專(zhuān)用銘牌，上面有功率的標(biāo)識(shí)，它的物理意義是什么？
表示物體在1s內(nèi)做功1200J
一、功率
常見(jiàn)的功率
騎車(chē)功率約70 W
慢跑功率約幾十瓦
百米飛人的功率可達(dá)1 kW
一、功率
藍(lán)鯨游動(dòng)時(shí)功率約350 kW
馬車(chē)功率約幾百瓦
轎車(chē)的功率可達(dá)200 kW
常見(jiàn)的功率
一、功率
學(xué)以致用
1.(2024·武威涼州區(qū)三模)甲、乙兩臺(tái)塔吊機(jī)器的功率分別為P甲＝25 kW和P乙＝40 kW。則下列判斷正確的是(　　)
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.相同時(shí)間內(nèi)兩機(jī)器做功一樣多
D.做同樣多的功，甲所用時(shí)間更少
A
2.一臺(tái)機(jī)器的功率是150 W，它的含義是(　　)
A.這臺(tái)機(jī)器每小時(shí)做的功是150 J
B.這臺(tái)機(jī)器每秒做的功是150 W
C.這臺(tái)機(jī)器每秒做功150 J
D.這臺(tái)機(jī)器每分鐘做功150 J
C
學(xué)以致用
例題　大石頭質(zhì)量為6 t，起重機(jī)的吊鉤在15 s內(nèi)將大石頭勻速提升了1 m，起重機(jī)提升大石頭的功率是多少？(g取10 N/kg)
解：大石頭被勻速提升，所受的拉力與重力相等，
即：F＝G＝mg＝6×103 kg×10 N/kg ＝ 6×104 N
石頭在拉力方向上移動(dòng)的距離：s＝1 m
拉力做的功W ＝Fs＝ 6×104 N ×1 m ＝ 6×104 J
起重機(jī)提升大石頭的功率P＝＝4×103 W
二、功率的計(jì)算
功率公式中還有一個(gè)常見(jiàn)的推導(dǎo)式，和速度有關(guān)，根據(jù)功的計(jì)算公式和速度的計(jì)算公式，推導(dǎo)功率與物體受到的力F和速度v的關(guān)系式：
P＝＝Fv
適用條件：F與v在同一條直線(xiàn)上。
總結(jié)提升
思考：為什么汽車(chē)上坡時(shí)，司機(jī)經(jīng)常用換成低速擋的方法減小速度？
答案　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)(保持不變)，牽引力的大小和運(yùn)動(dòng)速度成反比。
減小車(chē)輛的速度就會(huì)使車(chē)輛的牽引力增大；反之，增大車(chē)輛的速度就會(huì)使車(chē)輛的牽引力減小。
學(xué)以致用
1.在平直公路上勻速行駛的汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率為60 kW，速度為30 m/s，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)
A.汽車(chē)受到的牽引力是2 000 N
B.汽車(chē)受到的阻力是2 000 N
C.牽引力做功是60 000 J
D.行駛10 s牽引力做功6×105 J
C
解析　根據(jù)公式P＝Fv，F(xiàn)＝＝2 000 N，因?yàn)槠?chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以受平衡力的作用，即F阻＝F＝2 000 N，故A、B正確，不符合題意；
根據(jù)P＝得：W＝Pt，因做功時(shí)間未知，不能計(jì)算做功多少，故C錯(cuò)誤，符合題意；
根據(jù)P＝得：W＝Pt＝60×103 W×10 s＝6×105 J，故D正確，不符合題意。
2.(2024·呂梁期末改編)如圖所示，這是2024年3月發(fā)布的某國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)，因其卓越的性能和優(yōu)美的外觀被大家喜愛(ài)。某次，在高速公路測(cè)試中，該車(chē)以120 km/h的速度在平直路面上勻速行駛了30 min，此過(guò)程中汽車(chē)所受的阻力恒為4 000 N。(g取10 N/kg)求：測(cè)試過(guò)程中，牽引力所做的功和功率(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
學(xué)以致用
解：測(cè)試過(guò)程中，汽車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，
即F牽＝F阻＝4 000 N，
汽車(chē)行駛距離s＝vt＝120 km/h×0.5 h＝60 km＝6×104 m，
牽引力所做的功；W＝F牽 s＝4 000 N×6×104 m＝2.4×108 J
牽引力做功功率：P＝≈1.3×105 W
1.(2024·保定涿州市期末)下列關(guān)于功率的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A.做的功越多，功率就越大
B.做功時(shí)間越短，功率就越大
C.功率越大，做功越快
D.功率越大，做功越多
C
2.(2024·信陽(yáng)老城區(qū)期末)小紅和小田從一樓爬到五樓，她們同時(shí)出發(fā)，小紅先到，小田后到。過(guò)程中(　　)
A.小紅的功率大 B.小田的功率大
C.小紅和小田的功率一樣大 D.無(wú)法確定誰(shuí)的功率大
D
解析　兩人在爬樓時(shí)，要克服重力做功，做功的功率P＝，由于兩人的質(zhì)量關(guān)系未知，在爬樓高度相同時(shí)，僅根據(jù)用時(shí)的多少，則無(wú)法確定兩人功率的大小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。
3.(多選)(2024·臨沂蒙陰縣三模)小東同學(xué)利用如圖所示電動(dòng)遙控飛機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練，重為3 N的飛機(jī)從水平地面由靜止開(kāi)始豎直上升，然后在距離地面10 m處懸停。飛機(jī)豎直上升的總時(shí)間為12 s，勻速上升階段的速度為1 m/s。飛機(jī)在空中的受力情況簡(jiǎn)化為僅受重力和豎直向上的升力，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.在飛離地面過(guò)程中飛機(jī)對(duì)地面的壓力不斷減小
B.在上升的階段受到的升力始終大于重力
C.在上升階段飛機(jī)克服自身重力做功36 J
D.在勻速上升階段飛機(jī)升力的功率為3 W
AD
解析　在離開(kāi)地面的過(guò)程中，飛機(jī)對(duì)地面的壓力不斷減小，故A正確；
飛機(jī)在加速時(shí)，升力大于重力，在勻速時(shí)，升力等于重力，在減速時(shí)，升力小于重力，故B錯(cuò)誤；
在上升階段，升力做功W＝Gh＝3 N×10 m＝30 J，故C錯(cuò)誤；
勻速上升階段升力等于重力，F(xiàn)＝G＝3 N
由P＝可得，升力的功率為：P＝＝Fv＝3 N×1 m/s＝3 W，故D正確。
4.(2024·邢臺(tái)清河縣期末)在平直高速公路上，甲、乙兩車(chē)以不同的速度勻速行駛，若甲、乙兩車(chē)牽引力的功率之比為2∶3，牽引力之比為4∶5，則甲、乙兩車(chē)的速度之比為(　　)
A.8∶15 B.5∶6 C.3∶4 D.6∶5
B
解析　根據(jù)P＝＝Fv，v＝，
甲、乙兩車(chē)的速度之比為：，
故選B。
5.(2024·亳州渦陽(yáng)縣模擬)如圖甲所示為一種用來(lái)取水的機(jī)械——筒車(chē)。圖乙是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，若接水槽離取水處高4 m，筒車(chē)旋轉(zhuǎn)一周可以取水36 kg，所用時(shí)間為60 s。接水槽離倒水處的高度忽略不計(jì)，求：
(1)該筒車(chē)旋轉(zhuǎn)一周對(duì)進(jìn)入接水槽的水所做的功；
解：進(jìn)入接水槽的水的重力為：G＝mg＝36 kg×10 N/kg＝360 N；
對(duì)水所做的功為：W＝Gh＝360 N×4 m＝1 440 J；
(2)該筒車(chē)旋轉(zhuǎn)一周對(duì)進(jìn)入接水槽的水做功的功率。
解：做功的功率為：P＝＝24 W。

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