主编:黄冈中学物理集体备课组 思考:小明和爸爸进行爬楼梯比赛,小明体重500N,用5min爬到了20m高的楼顶;爸爸体重700N,用8min爬到了相同的高度。 (1)小明和爸爸相比较,谁做功较多? W1=G1h=500N×20m=10000J W2=G2h=700N×20m=14000J 即爸爸做功较多。 (2)小明和爸爸相比较,谁做功较快? 小明每min做功:10000J/5min=2000J/min 爸爸每min做功:14000J/8min=1750J/min 即小明做功快。
出示课题:功率 一、物理意义:表示物体做功快慢。 二、定义:单位时间内完成的功。 三、公式: 单位:W→J t→S P→J/s=W 功率的国际制主单位是瓦特,简称瓦,符号为W。 1kW=103W 1、由可知,物体做功的快慢同时决定于做功的多少W和做功时间t的长短; 物体做功多,不一定做功快; 物体做功用时短,不一定做功快。
例1、下列关于功率的说法正确的是( )
答案:C
2、由和W=Fs可推导出:
即:功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。 由P=Fv可知:P一定时,F与v成反比。 若要增大牵引力F,应减小速度v。 若要减小牵引力F,应增大速度v。
例2、一辆汽车在水平路面上匀速行驶: (1)若汽车的牵引力用F表示,速度用v表示,发动机的功率用P表示,请你推导出F、v和P之间的关系式P=Fv. (2)若汽车的发动机在90kW的额定功率下工作,此时汽车匀速行驶的速度大小为30m/s,求牵引力F的大小和所受阻力f的大小.
四、正确理解功率P和效率η的关系 机械效率表示的是有用功在总功的比值,与机械做功的快慢无关,功率表示的是做功的快慢,与机械效率的高低无关。 例3、下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
答案:B 例4、俯卧撑是同学们经常做的健身活动,做俯卧撑时,身体俯卧、伸直,两手用力撑地,使身体上半部抬起,直至两臂伸直,此过程中可将人体看成以脚的着地点为支点的杠杆.张超同学身高1.80m,手臂长度约为0.7m,体重700N,30s内做了30个俯卧撑,假定他的重心在他身体的中心上,请你估算一下张超同学做功的功率. 解: 做俯卧撑时,人在克服自身重力而做功,有W=Gh。
∴30s内张超同学总共做功W=Gh=30×700N×0.35m=7350J
例5、如图所示是同学们经常做的一项健身运动——引体向上.该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂,这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的.陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作.课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率. (1)请你说出应测量哪些物理量; (2)写出计算陈强同学做动作时功率的表达式. 答案: (1)应测出陈强同学的手臂长L、质量m、连接匀速做16个规范的引体向上动作所用时间t (2)
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