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- 2022-04-01 发布
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第2节功率
一、比较做功快慢的两种方法(1)做相同的功,比较所用时间,所用时间_____,做功越快。(2)在相同时间内,比较做功的多少,做功_____,做功越快。越短越多
二、功率1.物理意义表示_____________的物理量。2.定义___与_____之比。物体做功快慢功时间
3.公式_____。(1)国际单位:_____,简称___,符号__。(2)常用单位:___。(3)换算关系:1W=__J/s,1kW=___W。瓦特瓦WkW1103
【名师点拨】功率反映了物体做功的快慢。做功越快,功率越大,做功越慢,功率越小。
功率与比较物体运动快慢的两种方法相类比,思考以下问题:1.要比较做功的快慢,需要考虑哪些因素?挖掘机和人同时挖土,怎样比较做功的快慢?
提示:比较做功的快慢,涉及时间和做功的多少,故需要考虑时间和做功的多少。(1)挖土时间相同时,挖掘机挖的土多,人挖的土少,挖掘机做功快。(2)挖相同多的土时,挖掘机用的时间短,人用的时间长,挖掘机做功快。
参考答案:时间和做功的多少方法一:做功时间相同时,比较做功的多少方法二:做功的多少相同时,比较做功时间的长短
2.当做功多少和所用时间都不同时,怎样比较做功的快慢?提示:与速度类比,求出单位时间内物体做功的多少比较做功的快慢。参考答案:比较单位时间内完成的功
【归纳提升】要比较物体做功的快慢,必须同时考虑两个因素:(1)物体做功的多少;(2)物体做功所用的时间。不能片面地认为做功多的做功一定快,或做功所用时间短的做功一定快,要同时考虑做功多少与所用时间这两个因素。
【针对训练】在相同时间内,小方把重为30N的凳子运到三楼,小敏把重为50N的桌子也运到三楼,则()A.小方做的功多,做功快B.小敏做的功多,做功快C.小方做的功少,做功快D.小敏做的功少,做功慢
【教你解题】分析题目关键点关键点1:比较做功多少。关键点2:比较做功所用的时间。【精讲精析】选B。小方和小敏都是把物体运到三楼,W小方=G凳h=30h,W小敏=G桌h=50h,小敏搬运的物体重力大,故小敏所做的功多,又因为二者做功时间相同,所以小敏做功快。
功率的计算利用功率的公式进行计算。1.在公式中,功率的单位符号和功的符号用同一字母表示,它们有什么区别?提示:在物理学中为区别同一字母表示不同的含义,通常用正体表示单位,用斜体表示物理量的符号。参考答案:功率的单位瓦特(W)是正体,而物理量功的符号(W)是斜体。
2.总重为G的列车,匀速行驶受到的阻力为f,行驶时间为t,通过路程为s,求列车做功的功率。
提示:对列车进行受力分析可知,列车在水平方向上受到两个力的作用,列车的牵引力F和阻力f,由于列车做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,F=f,求出F后,再根据功和功率的计算公式,求出功率。参考答案:
3.杠铃的重力为G杠铃,被举起高度为h,举起杠铃的时间为t1,举起后静止时间为t2。求运动员做功的功率。
提示:计算功率时首先确定做功的力,求出所做的功即克服杠铃重力做功W=G杠铃h,然后判断出做功的时间应为t1,利用公式计算出功率。参考答案:
【归纳提升】应用公式时:(1)注意三个物理量的对应关系。(2)各物理量的单位都要使用基本单位。
【针对训练】在水平地面上,用50N的水平拉力拉重为100N的小车,使小车沿水平方向前进3m,所用的时间是5s,拉力做功的功率为______W。
【教你解题】提取题目关键信息信息1:拉力大小。信息2:物体在拉力方向上移动的距离及所用时间。
【精讲精析】本题考查功及功率的计算。由题意知,拉力为50N,拉力所做的功W=Fs=50N×3m=150J,则拉力的功率答案:30
功率公式的理解和应用1.基本公式。2.应用(1)求功:W=Pt。(2)求时间:。
3.功率和力、速度的关系(1)物体在力F的作用下,沿着力F的方向做匀速直线运动,其速度大小为v,在时间t内,物体在力F的方向上通过的距离为s,则力F做的功W=Fs=Fvt,力F的功率为(2)利用P=Fv可以知道,汽车在行驶过程中,当功率一定时,在平直的公路上行驶所受的阻力较小,需要的牵引力较小,速度就比较大;在沿斜坡向上行驶时,所受的阻力较大,需要的牵引力就较大,行驶速度就应该较小。
【误区警示】功率的两个计算公式使用的区别:(1)指发生在时间t内的平均功率。(2)P=Fv,若F和v为定值,则P为定值,若F和v在变化,则P也在变化,即它反映的是瞬时功率。
【典例】(2012·南宁中考)2012年年底,南宁到广州的高速铁路将开通,全程约为570km,只需3h。若全程为平直轨道,动车组以5×105N的牵引力做匀速直线运动,求:(1)动车组运动的速度;(2)动车组受到的阻力;(3)牵引力在全程做的功。
【思路点拨】分析题意,明确所求物理量。
【精讲精析】(1)动车组运动的速度为(2)因为动车组做匀速直线运动,所以动车组受到的阻力为f=F=5×105N(3)牵引力做的功为W=Fs=5×105N×570×103m=2.85×1011J答案:(1)190km/h(2)5×105N(3)2.85×1011J
1.一位父亲与他的女儿一起上楼,对此,下列说法中错误的是()A.爬相同的楼梯,女儿体重小做的功少B.爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多C.爬相同的楼梯,女儿比父亲先到达,女儿的功率一定大D.爬相同的楼梯,父亲比女儿先到达,父亲的功率一定大
【解析】选C。做功的多少取决于力和在力的方向上通过的距离,爬相同的楼梯,体重大的做功多,反之做功就少,故A、B说法正确;功率是比较做功快慢的物理量,要比较物体做功的快慢,必须同时考虑两个因素:一是物体做了多少功,二是物体做功所用的时间。爬相同的楼梯,父亲比女儿先到达,父亲做功多,而且用时少,父亲的功率一定大,故D说法正确;女儿比父亲先到达,女儿做功少,同时用时也少,功率无法确定,C说法错误。
2.(2012·兰州中考)中考体育测试跳绳的项目中,某同学在1min内跳了180次,每次跳的高度大约为5cm。他跳绳时的功率大约为()A.1000WB.100WC.10WD.1W【解析】选B。假设该同学的体重是500N,则在1min内完成的功是W=Gh=500N×0.05m×180=4500J,该同学跳绳时的功率是75W最接近100W,所以选B。
3.2012年8月6日,伦敦奥运会100米“飞人大战”中,牙买加选手博尔特以9.63秒(破奥运会纪录)的成绩夺冠,博尔特奔跑时的功率约为1000W,表示博尔特()A.每秒做功1000WB.能做1000J的功C.1s的功率为1000WD.每秒钟做1000J的功【解析】选D。功率表示物体做功的快慢,即单位时间内所做的功。1000W的意义是每秒钟做1000J的功。
4.科学家研制了一种新型装甲飞车——“飞行悍马”(如图所示),它是汽车和直升飞机的结合体。在水平地面上匀速行驶的“飞行悍马”5s内通过125m,它的速度是______m/s,在这段时间内牵引力做功3.5×105J,发动机的功率是________W。
【解析】速度发动机的功率答案:257×104
5.(2012·江西中考)如图所示,蚂蚁用10-3N的力拉着树叶,10s内沿拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为________J,此时的功率为___________W。
【解析】本题考查功与功率的计算。蚂蚁对树叶施加了拉力,树叶在力的方向上通过了距离,故蚂蚁做的功W=Fs=10-3N×0.1m=10-4J;所用时间为10s,则这段时间做功的功率为答案:10-410-5
6.用功率为4.9×104W的抽水机,把质量是7.5×103kg的水抽至10m的水塔上去,所需的时间是_______。
【解析】抽水机所抽水的重力为G=mg=7.5×103kg×9.8N/kg=7.35×104N做的有用功为W=Gh=7.35×104N×10m=7.35×105J由公式变形得答案:15s
7.2011年5月19日上午,装载着两台大型桥吊的“振华23号”轮船在舟山大浦口码头靠岸。这两台桥吊大大提高了舟山港的集装箱吞吐能力。(g=10N/kg)(1)桥吊一次最多能起吊65t的货物,65t货物的重力为多大?(2)若将65t的货物竖直吊起20m,用时200s,则桥吊对货物做了多少功?功率有多大?
【解析】(1)货物的重力G=mg=65×103kg×10N/kg=6.5×105N(2)桥吊对货物做的功W=Gh=6.5×105N×20m=1.3×107J桥吊的功率答案:(1)6.5×105N(2)1.3×107J6.5×104W
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