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(共38张PPT)
第2节 功率
第十一章 功和机械能
　　他们爬相同的楼梯时，
做功相等吗？
做功的快慢一样吗？
学习目标
1.知道功率的概念及物理意义；(重点)
2.掌握功率的定义式、推导式及单位；(重点)
3.会用功率公式进行简单计算；(重点)
4.了解功率在实际生活中的应用。
人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
做一样多的功，所用时间不同。
甲
乙
怎样比较做功快慢
一
在相同的时间内，做功多少不一样。
甲
乙
人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
比较做功快慢的方法：
方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二：t甲= t乙时，做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？
甲
乙
比较做功快慢的一般方法
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
60
30
22.5
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
所做的功
时间
(J/min)
功
做功时间
选取时间为标准进行比较
功率：功与做功所需时间之比叫做功率。
功率的物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
公式:
单位：
国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
换算关系： 1kW=103W 1W=1J/s
功率
二
P =
W
t
功率=
功
时间
瓦特
James Watt
英国发明家
1736-1819
早期蒸汽机
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，
功率是其中的一项。
型号：5C11
流量：52m3 /h
吸程：10m
功率：1.2kW
功率1.2kW表示什么物理意义？
表示物体在1s内做功1200J。
抽水机
功率70 W表示：在1 s内做了70 J的功。
功率70 W表示什么物理意义？
一些运动物体的功率
昆虫功率约2×10 -5 W
骑车功率约70 W
慢跑功率约几十瓦
百米飞人的功率可达1 kW
蓝鲸游动时功率约350 kW
马车功率约几百瓦
功率可达5 000 kW
电力机车
内燃机车
大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
解 ：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离 s =1m
拉力做的功是：W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
1.
计算功率的另一公式：
F 表示物体受的力，v 表示物体的运动速度。
适用条件：F 与v 在同一条直线上。
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：
为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？
机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小。
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
分析：
山娃家住农村，爷爷想买一台离心式水泵，把水抽到高出水面30m处容积是50m3的储水池中，要求1h能把储水池充满即可。爷爷让山娃算一算需要购买功率至少是多少kW的水泵？可是山娃刚上八年级，你能帮帮他吗？（g=10N/kg)
2.
已知：V= 50m3， ρ＝1×103kg/m3，
h=30m，t=1h=3600s， g=10N/kg。
求：P。
解：
m=ρV= 1×103kg/m3×50m3=5×104kg
G=mg= 5×104kg×10N/kg=5×105N
W=Gh= 5×105N× 30m=15×106J
答：水泵的功率应不小于4.2kW。
P =
W
t
=
15×106J
3600s
≈
4200W
=4.2kW
知识点1 功率
1.甲机器上标有“5 kW”字样,乙机器上标有“1 kW”字样。“5 kW”的物理意义是　　　　　　　　　　　。它们正常工作时,用相同的时间,做功多的一定是　　　　机器。
甲机器1s做功5 000J　
基础过关
3
2
1
甲
2. 【立德树人·科技强国】科技强国是中国发展的战略方针之一，如图所示的是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3 kg，飞行时先以1.2 m/s的速度匀速上升36 m，又以 1 m/s的速度沿水平方向匀速飞行100 m,无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功　　　J,无人机上升过程所用时间为　　　　s,上升过程,克服重力做功的功率为　　　　W。(g取10 N/kg)
1080
30
36
3
2
1
3.爷爷和小红两人爬楼梯比赛，已知两人体重之比为3∶2，爬完相同楼高所用的时间之比为4∶3，则爷爷和小红爬楼梯的功率之比为(　　)
A. 9∶8　 B. 8∶9　 C. 2∶1　 D. 1∶2
A
3
2
1
4.中考体育考试跳绳的项目中,某同学在 1 min内跳了200次,每次跳起的高度大约为 5 cm。他跳绳的功率大约为 (　　)
A. 10 W B. 50 W C. 100 W D. 500 W
C
能力突破
9
8
7
6
5
4
5.甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
A
9
8
7
6
5
4
6. 【易错题】如图甲所示,物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图象如图乙所示时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图象如图丙所示时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2,则下列关系正确的是(　　)
A. F1=F2　P1>P2 B. F1=F2　P1C. F1>F2　P1>P2 D. F1P2
B
9
8
7
6
5
4
7.【2023·定州期末】(多选)一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中正确的是(　　)
A.小球从A点运动到C点的过程中,重力做了功
B.小球在AB段重力所做的功与它在BC段重力所做的功相等
C.小球从A点运动到C点的过程中,重力做功越来越快
D.小球所受重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
ABC
9
8
7
6
5
4
8. 【核心素养·科学探究】学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动(如图所示)时的功率。
(1)实验中依据的原理是(写公式)　 。
(2)需要的测量工具:　　　　、　　　　、　　　　。
(3)小刚测出了自己的质量为m,连续做引体向上n次所用的时间t,并测出自己每做一次引体向上时＿　　　　　 ,则他做引体向上的功率表达式是　　　　　。
P=　
体重秤
停表
刻度尺
上升的高度h　
P=
9
8
7
6
5
4
9.【2023·四川内江】如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车,最大车速能达到1.6×103 km/h,它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中,该超音速汽车以1.26×103 km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时,汽车受到水平方向的阻力为1.8×105 N,求在这次测试中:
9
8
7
6
5
4
解：汽车的速度为v=1.26×103 km/h=350 m/s,根据P===Fv可得,汽车牵引力的功率为P=Fv=1.8×105 N×350 m/s=6.3×107 W。
(2)汽车牵引力的功率。
9
8
7
6
5
4
(1)汽车受到水平方向的牵引力。
解:由题意可知,超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时,处于平衡状态,受到平衡力作用,因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,则汽车受到水平方向的牵引力为F=f=1.8×105 N。
素养达标
10.如图甲,小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中,推力F 随时间t 的变化情况如图乙,木箱前进的速度v 的大小随时间t的变化情况如图丙,则(　　)
A. 0-1 s,推力做的功为100 J
B. 3-5 s,推力克服摩擦做功200 J
C. 3-5 s,推力做功的功率为200 W
D. 1-3 s,木箱受到的摩擦力小于5-6 s木箱受到的摩擦力
12
11
10
C
11.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程随时间变化的关系图象如图所示。根据图象,下列判断正确的是(　　)
A.两次物体运动的速度:v1B. 0~6 s两次拉力对物体所做的功:W1=W2
C.两次物体所受的拉力关系:F1>F2
D. 0~6 s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
D
12
11
10
12.【2023·石家庄二十三中期末】如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3 kg,要求对水平地面压强不超过3 000 Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示。(g取10 N/kg)
(1)该机器人与水平地面的接触面积至少为多少平方米
解:(1)由p=可得,S=====0.01 m2。
12
11
10
(2)该机器人所提供的水平推力为300 N时,匀速直线运动2 s能通过多远的路程 此时水平推力做了多少功
解：由题图乙可知,机器人所提供的水平推力为300 N时,对应的速度v=0.6 m/s;2 s通过的路程s=vt=0.6 m×2 s=1.2 m;推力做功W=Fs=300 N×1.2 m=360 J。
(3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大
解：机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度匀速直线运动时,由题图乙可知,此时推力F'=150 N,水平推力的功率P===F'v'=150 N×0.5 m/s=75 W。
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功率
功率
功与做功所需时间之比叫做功率
物理意义
表示物体做功快慢的物理量
功率的表达式
P =
W
t
P =Fv
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