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功率
初二年级 物理
用电梯把一桶18kg的桶装水由一楼匀速运送到12m高的五楼，电梯对桶装水做了多少功？（g取10N/kg）
W=Fs
F
S
=Gh
=mgh
=18kg ×10N/kg×12m
=2160J
解：
送水工人把一桶18kg的桶装水由一楼匀速运送到12m高的五楼，送水工人对桶装水做了多少功？
F
s
s
W=Fs
=Gh
=mgh
=18kg ×10N/kg×12m
=2160J
解：
送水工人和电梯对桶装水做的功是相同的
送水工人和电梯对桶装水做功的快慢相同吗？
电梯对桶装水做功快。
做功有快慢，如何比较做功的快慢呢？
用滑轮组和起重机搬运砖块，如何比较这两个机械哪一个做功快呢？
比较 的
做相同功比较时间多少，时间短的做功快。
相同时间比较做功多少，做功多的做功快。
做功
快慢
做相同的功，用时短的，做功快。
相同时间，做功多的，做功快。
做功多少和所用时间都不相同，
如何比较做功的快慢？
比较运动的快慢
比较做功的快慢
1秒钟通过的路程
1秒钟所做的功
功
时间
路程
时间
机械 搬运砖的总重 搬运高度 时间
叉车 60000N 2m 120s
吊车 5000N 15m 30s
叉车做功：W1=F1s1=G1h1=60000N×2m=120000J
吊车做功：W2=F2s2=G2h2=5000N ×15m=75000J
用功和时间的比值来比较做功的快慢
叉车：
120s
=1000J/s
120000J
30s
=2500J/s
75000J
吊车：
比值的意义：
1000J/s，叉车1s做功1000J。
2500J/s，吊车1s做功2500J。
所以吊车做功快。
比较运动的快慢
比较做功的快慢
速度
功率
1秒钟通过的路程
1秒钟所做的功
功
时间
路程
时间
2.定义：物体做的功与做这些功所用时间的比叫做功率。
1.物理意义：功率是用来描述做功快慢的物理量。
功率
3.计算公式：
焦耳（J）
秒（s）
P =
W
t
常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）
4.单位：
瓦特W
焦耳/秒 J/s
1 W＝1 J/s
1 kW＝103 W 1 MW＝106 W
国际单位：
瓦特改进了耗能高、效率低的蒸汽机，大大提高了蒸汽机的效率。导致了第一次工业革命的兴起，极大的推进了社会生产力的发展。
瓦特
James Watt
1736-1819
1W的意义：机械一秒钟做功1J，相当于一秒钟把100g的物体举高1m。（两个鸡蛋或者一袋方便面的质量大约100g）
1W（1瓦）的意义
1m
50W的意义是：__________________。
480W的意义是：_________________。
机械1s做功50J
机械1s做功480J
两台机械，一台机械的功率是50W，另一台机械的功率是480W，哪一台机械做功快呢？
人长时间运动的功率为数十瓦，优秀运动员短时功率可达1千瓦。
了解一些功率值
人消耗的功率
人在不同情况下消耗的功率大小是不同的。一般人在通常情况下的连续功率是70W左右。在中等剧烈的运动中，例如以5米/秒的速度骑自行车时，骑车人消耗的功率约为500瓦。在比较剧烈的运动中，例如打篮球时，人消耗的功率约为700瓦。在更加剧烈的运动情况下，例如在百米赛跑中，一个优秀运动员消耗的功率可超过1000瓦。
了解一些功率值
普通小轿车的功率为数十千瓦到一百多千瓦，赛车的功率可达或超过两百千瓦。
大型客机的功率可达1000千瓦以上。
了解一些功率值
高速铁路列车的功率可达数千千瓦至两万千瓦。
了解一些功率值
万吨级远洋货轮的功率可达10000千瓦以上。
了解一些功率值
四个同学进行爬楼梯比赛，想比比谁克服重力做功的功率最大，最后胜利的一定是 ( )
A.体重最大的那个 B.用时最短的那个
C.速度最大的那个 D.做功最快的那个
D
思考与讨论
×
×
×
√
要理解功率的概念，就要明确功率、功和时间的关系。功率是表示物体做功快慢的物理量，是由功和时间两个因素决定的，做功多，并不说明做功快，时间短，也不能说明做功快。在相同时间内做功多的功率大，完成同样的功所用时间短的功率大。功和时间的比值越大，功率越大。
功率概念理解
关于功率，下列说法中正确的（ ）
C
A. 做功时间越长，机器的功率越小
B. 机器做功少，功率一定小
C. 功率大的机器做功可能少
D. 功率大的机器做功可能慢
思考与讨论
√
×
×
×
人和机械实际工作时的功率往往和标着的功率值不相同，这就需要根据实际情况进行计算。
如何计算功率？
学校要在二楼建一个生态园，小明和小红站在阳台上，分别用绳子将质量为5kg的肥料从地面匀速向上吊起3m，小明用了30s，小红用了1min。他们做功的功率各为多大？ （g取10N/kg）
应用公式进行计算
分析：根据 先要计算小明和小红所做的功，小明匀速提升肥料所用的力F等于肥料所受的重力G，F1 =G=mg=5kg×10N/kg=50N。小明将肥料提升3m所做的功W1=F1s1=50N×3m=150J。小明做功的功率P1= ，计算小红做功功率的情况与上述方法相同。
P = ，
W
t
W1
t1
解：
小明做功的功率P1= = =5W
W1
t1
150J
30s
F1=G=mg=5kg×10N/kg=50N
W1=F1s1=50N×3m=150J
答：小明做功的功率是5W，小红做功的功率是2.5W。
小红做功的功率P2= = =2.5W
W2
t2
150J
60s
F2=G=mg=5kg×10N/kg=50N
W2=F2s2=50N×3m=150J
小红做功的功率：
乘坐电梯时常会看到电梯内有如下图的提示牌，如果电梯以最大载重把人员从一楼运送到36m高的13楼的会议室，用时60s，电梯运送人时的功率多大？
定员 载重
13人 1000kg
应用公式进行计算
分析：电梯匀速上升时电梯对人的支持力等于人的重力，即F=G,最大载重是1000kg，最大重力G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，电梯对人所做的功W=Fh=Gh=mgh=1000kg×10N/kg×36m=360000J，P= = =6000W 。
W
t
360000J
60s
解题过程：
解：载重重力G=mg=1000kg×10N/kg=10000N
W=Fs=Gh=mgh=10000N × 36m=360000J
答：电梯的最大载重时的功率是6000W。
P= = =6000W
W
t
360000J
60s
功率的导出公式
功率等于力和速度的乘积
W
t
P =
Fs
t
=
s
t
= F ·
= F v
P = F v
讨论与思考：汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡（降低速度）上坡，这样做的目的是为了什么？
分析解答：根据公式P＝Fv，功率P一定时，速度v越小，力F越大。汽车以恒定功率爬坡时，通过换用低档降低行驶速度，能够获得较大的牵引力，容易爬上坡。
实际生活中，我们很多时候都要做功，每次做功，都有一个功率，你想知道这个功率值吗？这就需要学会测量功率。
如何测量功率？
请设计一个实验，测量人爬楼梯的功率。
分析：人爬楼梯，要克服自己的重力做功，人匀速爬楼梯，克服重力所做的功W=Gh，需要测出人的重力（或质量），可以用体重秤测量；人上升的高度等于所爬台阶的高度之和，需要测量每个台阶的高度，可以用刻度尺测量。时间可以用秒表或钟表测量。
实验器材：
体重秤、刻度尺、停表
实验原理：
P=
W
t
Gnh0
t
=
Gh
t
=
需要测量的物理量有：人的质量、每一个台阶的高度、人爬楼梯的总台阶数，人爬楼梯所用时间。
mgnh0
t
=
实验过程：
1.用体重秤称出自己的质量m,计算出重力G=mg。
2.用刻度尺测出每一个台阶的高度h0,数出需要爬
的楼梯的总台阶数n，计算出爬楼时的高度h=nh0
3.用秒表测量人爬楼梯所用的时间t。
爬楼梯人的质量m/kg
爬楼梯人的重力G/N
每个台阶的高度h0/m
所爬楼梯的台阶数n
爬楼梯时所需要的时间t/s
爬楼梯时所做的功W/J
爬楼梯的功率P/W
实验数据记录
爬楼梯人的质量m/kg 60
爬楼梯人的重力G/N
每个台阶的高度h0/m 0.15
所爬楼梯的台阶数n 72
爬楼梯时所需要的时间t/s 60
爬楼梯时所做的功W/J
爬楼梯的功率P/W
实验数据记录
爬楼梯人的质量m/kg 60
爬楼梯人的重力G/N
每个台阶的高度h0/m 0.15
所爬楼梯的台阶数n 72
爬楼梯时所需要的时间t/s 60
爬楼梯时所做的功W/J
爬楼梯的功率P/W
实验数据记录
G=mg
600
爬楼梯人的质量m/kg 60
爬楼梯人的重力G/N 600
每个台阶的高度h0/m 0.15
所爬楼梯的台阶数n 72
爬楼梯时所需要的时间t/s 60
爬楼梯时所做的功W/J
爬楼梯的功率P/W
实验数据记录
W=Fs
=Gnh0
6480
爬楼梯人的质量m/kg 60
爬楼梯人的重力G/N 600
每个台阶的高度h0/m 0.15
所爬楼梯的台阶数n 72
爬楼梯时所需要的时间t/s 60
爬楼梯时所做的功W/J 6480
爬楼梯的功率P/W
实验数据记录
P=
W
t
108
实验结果：这个人爬楼梯时的功率是108W。
人爬楼时的功率：
P= = = = =108W
W
t
Gh
t
60kg×10N/kg × 72×0.15m
60s
mgnh0
t
测量引体向上时的平均功率
引体向上是中考体育选考测试项目之一，引体向上时双臂的拉力使身体上升，并对身体做功。请根据你自身的体验或观察他人做引体向上的过程。找出所需的物理量，写出引体向上时人做功的功率的表达式，并测出具体数据，算出结果。
分析：做引体向上时，要克服自己的重力做功，人把自己抬高，克服重力所做的功W=Gh：需要测出人的重力和抬升的高度，我们可以用体重秤测量质量，计算得出重力。
引体向上时提升的高度可以用刻度尺测量两次脚离地的高度，差值就是人被抬高的高度。如图：
时间可以用秒表或钟表测量得出，如果一次不易测出，可以测量多次，取平均值。
实验原理：
实验器材：体重秤、刻度尺、秒表
需要测量的物理量，人的质量、人提升高度、所用时间
P= = =
W
t
Gh
t
mgnh
t
请同学们课下完成实验的过程、设计数据记录表格、根据你所测量的数据计算出测量结果。
测量人跳绳时的平均功率
小明想测量自己跳绳时的平均功率。每次起跳时克服重力做功，要测出小明跳绳时的功率，需要测出哪些物理量，如何测量，如何计算呢？请设计一个实验，帮助小明测出他跳绳时的功率。
课堂小结
本节课你学到了哪些知识和方法
学到的知识
功率
物理意义
定义
计算公式
测量功率
单位
用到的方法
类比法
比值定义法
用类比法得出了功率的概念
用比值定义法定义了功率
日常生活测量功率的方法
比较做功快慢的方法
同学们再见！

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