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1、第2节功率体验体验 做功的快慢做功的快慢活动活动1:1:两名体重相同的同学爬相同的楼梯两名体重相同的同学爬相同的楼梯,都从一楼爬到三楼都从一楼爬到三楼,记录所用的时间记录所用的时间;活动活动2:2:两名体重不同的同学同时从一楼爬到三楼。两名体重不同的同学同时从一楼爬到三楼。(1)(1)活动活动1 1中中,两名同学体重相同两名同学体重相同,做的功做的功,用的时间用的时间的同学做功较快的同学做功较快;(2)(2)活动活动2 2中中,两名同学爬楼时间相同两名同学爬楼时间相同,体重体重的同学做的同学做功多功多,体重体重的同学做功较快。的同学做功较快。提示提示:(1)(1)相同少相同少(2)(2)大大大
2、大1.1.什么是功率什么是功率?它是表示什么的物理量它是表示什么的物理量?2.2.功率的表达式是什么功率的表达式是什么?3.3.功率的国际单位和常用单位分别是什么功率的国际单位和常用单位分别是什么?它们之间的换算关它们之间的换算关系如何系如何?探究探究 1 1 功率功率结合结合“体验体验”中的活动中的活动,与比较物体运动快慢的两种方法类比与比较物体运动快慢的两种方法类比,思考以下问题思考以下问题:1.1.体重相同的两名同学爬相同的楼梯体重相同的两名同学爬相同的楼梯,如何比较他们做功的快如何比较他们做功的快慢慢?提示提示:两名同学体重相同两名同学体重相同,由由W=GhW=Gh知知,爬相同的楼梯做
3、功相同爬相同的楼梯做功相同,做做功的快慢与时间有关功的快慢与时间有关,所用时间越少做功越快。所用时间越少做功越快。参考答案参考答案:做功多少相同时做功多少相同时,比较做功时间的长短比较做功时间的长短,所用时间越所用时间越短短,做功越快。做功越快。2.2.体重不同的同学同时爬上楼梯体重不同的同学同时爬上楼梯,如何比较他们做功的快慢如何比较他们做功的快慢?提示提示:爬同样的楼梯时爬同样的楼梯时,由由W=GhW=Gh知知,体重大的同学做功多体重大的同学做功多,因为做因为做功时间相同功时间相同,故做功越多的同学做功越快。故做功越多的同学做功越快。参考答案参考答案:做功时间相同时做功时间相同时,比较做功
4、的多少比较做功的多少,做功多的做功快。做功多的做功快。3.3.当做功多少和做功时间都不相同时当做功多少和做功时间都不相同时,如何比较做功的快慢如何比较做功的快慢?提示提示:比较单位时间内物体所做功的多少。比较单位时间内物体所做功的多少。参考答案参考答案:比较单位时间内物体所做功的多少。比较单位时间内物体所做功的多少。4.4.为了比较物体做功的快慢为了比较物体做功的快慢,我们引入了什么物理量我们引入了什么物理量?它是如何它是如何定义的定义的?提示提示:像用速度表示运动的快慢一样像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中用功率表示做在物理学中用功率表示做功的快慢。功与做功所用时间之比叫作功率。功的快慢
5、。功与做功所用时间之比叫作功率。参考答案参考答案:功率功与做功所用时间之比功率功与做功所用时间之比探究探究 2 2 功率的计算功率的计算结合功率的定义结合功率的定义,进行思考进行思考,引出功率的计算公式。引出功率的计算公式。1.1.功率的计算公式是功率的计算公式是。提示提示:类比速度的计算公式类比速度的计算公式,速度等于单位时间内通过的距离速度等于单位时间内通过的距离,计算公式为计算公式为 功率在数值上等于单位时间内做的功功率在数值上等于单位时间内做的功,所以所以功率的计算公式为功率的计算公式为参考答案参考答案:2.2.结合功率的公式结合功率的公式,如何测量人登楼的功率如何测量人登楼的功率?(
6、1)(1)用用测出人的质量测出人的质量m;m;(2)(2)用用测出登楼的高度测出登楼的高度h;h;(3)(3)用用测出登楼所用的时间测出登楼所用的时间t;t;(4)(4)登楼的功率是登楼的功率是。提示提示:根据公式根据公式 和和W=Gh=mgh,W=Gh=mgh,则则 故需要测量出人故需要测量出人的质量、登楼的高度、登楼所用的时间。的质量、登楼的高度、登楼所用的时间。参考答案参考答案:(1)(1)磅秤磅秤(2)(2)卷尺卷尺(3)(3)秒表秒表(4)(4)一、比较做功快慢的两种方法一、比较做功快慢的两种方法1.1.做相同的功做相同的功,比较所用时间比较所用时间,所用时间所用时间_,_,做功越快
7、。做功越快。2.2.在相同时间内在相同时间内,比较做功的多少比较做功的多少,做功做功_,_,做功越快。做功越快。越短越短越多越多二、功率二、功率1.1.物理意义物理意义:表示表示_的物理量。做功越的物理量。做功越_,_,功率越功率越大。大。2.2.定义定义:_:_与与_之比。它在数值上等于之比。它在数值上等于_所做的功。所做的功。3.3.公式公式:。4.4.单位单位:(1)(1)国际单位国际单位:_,:_,简称瓦简称瓦,符号是符号是_。(2)(2)常用单位及换算常用单位及换算:1 kW=_W:1 kW=_W。物体做功快慢物体做功快慢快快功功做功所用时间做功所用时间单位时间内单位时间内瓦特瓦特W
8、 W10103 3【拓展延伸拓展延伸】汽车爬坡度汽车爬坡度爬坡度用坡度的角度值爬坡度用坡度的角度值(以度数表示以度数表示)或以坡度起止点的高度差或以坡度起止点的高度差与其水平距离的比值与其水平距离的比值(正切值正切值)的百分数来表示。只有当汽车牵的百分数来表示。只有当汽车牵引力大于上坡阻力和滚动阻力引力大于上坡阻力和滚动阻力(空气阻力不计空气阻力不计)时时,汽车才能爬上汽车才能爬上坡。表述这种汽车爬坡能力的计量方法就是百分比坡度坡。表述这种汽车爬坡能力的计量方法就是百分比坡度,用坡的用坡的高度和水平距离的比值来表示高度和水平距离的比值来表示,即百分比坡度即百分比坡度=tan=tan100%,1
9、00%,其其中中是坡面与水平面的夹角。例如是坡面与水平面的夹角。例如,“汽车爬坡度汽车爬坡度”是是30%,30%,根据根据上述公式得上述公式得:tan:tan100%=30%,100%=30%,即即tan=0.3,tan=0.3,查三角函数查三角函数表得表得161642,42,即此车可爬越的最陡坡度是即此车可爬越的最陡坡度是16164242。对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车,最大爬坡度在最大爬坡度在1010左右即可。对于载货汽车左右即可。对于载货汽车,有时需要在坏路上行驶有时需要在坏路上行驶,最大爬坡度最大爬坡度应在应在30%30%即即16.516.5左
10、右。而越野汽车要在无路地带行驶左右。而越野汽车要在无路地带行驶,最大爬最大爬坡度应达坡度应达3030以上。以上。考点考点 功率的计算功率的计算【典例典例】(2013(2013广东中考广东中考)龙舟比赛是中国传统运动项目之一龙舟比赛是中国传统运动项目之一,如图如图,某队龙舟和运动员总质量为某队龙舟和运动员总质量为2.5102.5103 3kg,kg,在一次龙舟赛上在一次龙舟赛上,该队以该队以1 min 40 s1 min 40 s的成绩夺得的成绩夺得500 m500 m比赛冠军。已知该龙舟在比赛冠军。已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重
11、力的0.120.12倍。倍。(1)(1)该队的龙舟在该队的龙舟在500 m500 m比赛过程中的平均速度是多少米每秒比赛过程中的平均速度是多少米每秒?(2)(2)如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动,求求运动员在比赛过程中划船时的功率是多少千瓦。运动员在比赛过程中划船时的功率是多少千瓦。(g=10 N/kg)(g=10 N/kg)【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】本题考查了功率的计算。本题考查了功率的计算。(1)(1)由题意知比赛全程由题意知比赛全程所用的时间所用的时间t=1 min 40 s=100 st=1 min 40 s
12、=100 s。比赛过程中的平均速度。比赛过程中的平均速度 (2)(2)将龙舟的运动看作匀速直线运动将龙舟的运动看作匀速直线运动,所以所以F=f=0.12G=0.12mg=0.12F=f=0.12G=0.12mg=0.122.52.510103 3kgkg10 N/kg=310 N/kg=310103 3N N。运。运动员比赛过程中做的功动员比赛过程中做的功W=Fs=3W=Fs=310103 3N N500 m=1.5500 m=1.510106 6J J。运。运动员划船时的功率动员划船时的功率答案答案:(1)5 m/s(1)5 m/s(2)15 kW(2)15 kW【方法归纳方法归纳】计算功率
13、的方法计算功率的方法(1)(1)(2)(2)公式的应用公式的应用:已知功已知功W W和时间和时间t,t,求功率求功率:已知功已知功W W和功率和功率P,P,求时间求时间:已知功率已知功率P P和时间和时间t,t,求功求功:W=Pt:W=Pt。(3)(3)推导公式推导公式:若物体在力的方向上做匀速直线运动若物体在力的方向上做匀速直线运动,则则P=FvP=Fv。应用应用:汽车在上坡时减速慢行汽车在上坡时减速慢行,P,P一定一定,减小速度减小速度,增大动力。增大动力。1.1.下列关于功率的说法中下列关于功率的说法中,正确的是正确的是()A.A.物体做功越多物体做功越多,功率越大功率越大B.B.物体做
14、功时间越短物体做功时间越短,功率越大功率越大C.C.物体做功越快物体做功越快,功率越大功率越大D.D.物体做功时间越长物体做功时间越长,功率越小功率越小【解析解析】选选C C。本题考查功率的概念。在相同时间内。本题考查功率的概念。在相同时间内,做功多的做功多的机器机器,功率一定大功率一定大,选项选项A A缺少缺少“相同时间相同时间”这一条件这一条件;做相同的做相同的功功,做功时间短的做功时间短的,功率一定大功率一定大,选项选项B B、D D缺少缺少“相同的功相同的功”这这一条件一条件;做相同的功做相同的功,所用时间短的所用时间短的,功率一定大功率一定大,有条件有条件,且结且结论正确论正确,故故
15、C C正确。正确。2.(20122.(2012兰州中考兰州中考)中考体育测试跳绳的项目中中考体育测试跳绳的项目中,某同学在某同学在1 min1 min内跳了内跳了180180次次,每次跳的高度大约为每次跳的高度大约为5 cm5 cm。他跳绳时的功。他跳绳时的功率大约为率大约为()A.1 000 W B.100 W C.10 W D.1 WA.1 000 W B.100 W C.10 W D.1 W【解析解析】选选B B。本题考查了对功率的计算。假设该同学的体重。本题考查了对功率的计算。假设该同学的体重是是500 N,500 N,则在则在1 min1 min内完成的功是内完成的功是W=Gh=50
16、0 NW=Gh=500 N0.05 m0.05 m180180=4 500 J,=4 500 J,该同学跳绳时的功率是该同学跳绳时的功率是 75 W75 W最最接近接近100 W,100 W,故选故选B B。3.3.汽车上坡时汽车上坡时,驾驶员要换成低挡驾驶员要换成低挡,以减小汽车的行驶速度以减小汽车的行驶速度,这这样做的目的是样做的目的是()A.A.安全安全B.B.减小汽车的功率减小汽车的功率C.C.省油省油D.D.增加爬坡的牵引力增加爬坡的牵引力【解析解析】选选D D。本题考查功率在实际中的应用。根据公式。本题考查功率在实际中的应用。根据公式 可得可得 由于汽车的最大功率是一定的由于汽车的
17、最大功率是一定的,当减小行驶速度时当减小行驶速度时,可以获得更大的牵引力。故选可以获得更大的牵引力。故选D D。4.4.如图所示如图所示,要粗测小明同学做要粗测小明同学做“引体向上引体向上”时的功率。下面时的功率。下面所列的物理量中所列的物理量中,不需要测量的是不需要测量的是()A.A.他的质量他的质量 B.B.单杠的高度单杠的高度C.C.每次身体上升的高度每次身体上升的高度 D.D.做做“引体向上引体向上”的时间的时间【解析解析】选选B B。本题考查功率的测量。做。本题考查功率的测量。做“引体向上引体向上”的功率的功率 因此需要测量的物理量是小明的质量、身体上因此需要测量的物理量是小明的质量
18、、身体上升的高度、小明做升的高度、小明做“引体向上引体向上”的时间的时间,单杠的高度不需要测单杠的高度不需要测量。故选量。故选B B。5.(20135.(2013日照中考日照中考)粗糙水平面上有一个重为粗糙水平面上有一个重为100 N100 N的物体的物体,用用10 N10 N的水平推力使其在的水平推力使其在10 s10 s内运动内运动30 m,30 m,则推力做的功为则推力做的功为J;J;推力的功率是推力的功率是W W。【解析解析】本题考查功和功率的计算。用本题考查功和功率的计算。用10 N10 N的水平推力推动物的水平推力推动物体在水平方向上运动体在水平方向上运动30 m,30 m,则推力
19、做的功则推力做的功W=Fs=10 NW=Fs=10 N30 m30 m=300 J;=300 J;所用时间为所用时间为10 s,10 s,则这段时间推力做功的功率则这段时间推力做功的功率答案答案:30030030306.6.用功率为用功率为4.9104.9104 4W W的抽水机的抽水机,把质量是把质量是7.5107.5103 3kgkg的水抽至的水抽至10 m10 m的水塔上去的水塔上去,所需的时间是所需的时间是。【解析解析】抽水机所抽水的重力为抽水机所抽水的重力为G=mg=7.5G=mg=7.510103 3kgkg9.8 N/kg=7.359.8 N/kg=7.3510104 4N N做
20、的有用功为做的有用功为W=Gh=7.35W=Gh=7.3510104 4N N10 m=7.3510 m=7.3510105 5J J由公式由公式 变形得变形得答案答案:15 s15 s7.7.为了控制用地面积为了控制用地面积,充分利用建筑空间充分利用建筑空间,新型车库采用多层停新型车库采用多层停车车,每层高约每层高约2.5 m2.5 m。若升降机在。若升降机在30 s30 s内内,把质量为把质量为1 200 kg1 200 kg的的小车从一层升上二层停车位。求小车从一层升上二层停车位。求:(1)(1)小车受到的重力小车受到的重力;(2)(2)升降机对小车做的功升降机对小车做的功;(3)(3)
21、升降机对小车做功的功率。升降机对小车做功的功率。【解析解析】本题主要考查的是学生对重力、功、功率计算公本题主要考查的是学生对重力、功、功率计算公式的理解和掌握。式的理解和掌握。(1)(1)小车受到的重力小车受到的重力:G=mg=1 200 kg:G=mg=1 200 kg9.8 N/kg=1.1769.8 N/kg=1.17610104 4N;(2)N;(2)升降机对小车做的功升降机对小车做的功:W=Gh=1.176:W=Gh=1.17610104 4N N2.5 m=2.942.5 m=2.9410104 4J;(3)J;(3)升降机对小车做功的功率升降机对小车做功的功率:答案答案:(1)1
22、.176(1)1.17610104 4N N(2)2.94(2)2.9410104 4J J(3)980 W(3)980 W 找找你容易错在哪里？找找你容易错在哪里？一名同学用一名同学用15 N15 N的推力在的推力在3 s3 s内把质量为内把质量为60 kg60 kg的物体推动的物体推动2 2 m,m,则此过程中该同学对物体做功的功率是多少瓦。则此过程中该同学对物体做功的功率是多少瓦。(g(g取取10 10 N/kg)N/kg)【学生自答学生自答】该同学做的功该同学做的功W=Fs=60 kgW=Fs=60 kg2 m=120 J;2 m=120 J;做功的功率做功的功率【教师点评教师点评】直接利用质量作为重力直接利用质量作为重力把重力当成推力把重力当成推力,力和距离不对应力和距离不对应【正确答案正确答案】推力对物体做功推力对物体做功W=Fs=15 NW=Fs=15 N2 m=30 J;2 m=30 J;做功的功率做功的功率