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- 2021-11-01 发布
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第十章
机械与人
第
4
节
做功的快慢
做功的快慢
一样吗?
他们爬相同的楼时,
做功多少
相等吗
?
人与起重机,哪个做功快
?
做一样多的功,所用时间不同。
甲
乙
在相同的时间内,做功多少不一样。
人与起重机,哪个做功快
?
甲
乙
一、
比较做功快慢
的
方法:
方法一:
W
甲
=
W
乙
时
,
用时短的则做
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?
1
.
功
与
时间之比
叫做
功率
。(符号为
P
)
2
.
表达式:
二
、
功率
3
.国际单位:
常用单位:
1kW = 10
3
W
1MW = 10
6
W
瓦
特(简称瓦)
数值上等于单位时间内所做的功。
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。
瓦特
James Watt
英国
1736
-
1819
70
W
表示:在
1 s
内做了
70 J
的功。
功率
70W
表示什么物理意义?
焦耳
秒
瓦特
1W
=1
J
/
1 s
*
在功率一定时,可通过减小速度来增大牵引力。
4.
推导公式:
=
F S
t
=
F v
一些常见的功率
麻雀飞行时的功率
8
瓦
人骑自行车时的功率
60~80
瓦
家用轿车发动机的功率
80
千瓦
汽车起重机的功率
320
千瓦
动车组的功率
5.5~20
兆瓦
“辽宁号”航空母舰发动机的总功率
147
兆瓦
F
;
s
;
v
绳
G
;
h
三
、滑轮组中的功功率
动滑轮下绳子做功:
W=Gh
绳子自由端拉力做功:
W=FS
绳子自由端拉力功率:
P=FV
F
;
s
绳
;
v
绳
f
;
s
物
;
v
物
克服摩擦力做功:
W= f
S
物
绳子自由端拉力做功:
W=FS
绳
绳子自由端拉力功率:
P=FV
绳
二、巩固练习
例
:
使用机械做功时
,下面说法正确的是
( )
。
A
.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
B
.功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少
C
.功率小的机器一定比功率大的机器做功慢
D
.以上说法都不对
C
二、巩固练习
例
:
关于功、功率说法正确的是
(
)
。
A
.做功多的机械功率一定大
B
.用时短的机械功率一定大
C
.做功快功率一定大
D
.
功率大做功不一定快
C
例:
粗糙
水平地面上有一个重为
100N
的物体,用
20N
的水平拉力使其在
10s
内匀速前进了
10m
,在此过
程中
(
)
A
.重力做功的功率为
100W
B
.支持力做功的功率为
100W
C
.拉力做功的功率为
200W
D
.拉力做功的功率为
20W
D
例
:
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
:
F
=
G
=
mg
= 6×10
3
kg×10 N/kg = 6×10
3
N
s
=1m
W
=
Fs
= 6×10
3
N ×1 m = 6×10
4
J
=
6
×10
4
J
15s
=
4000w
例
:
一台电动
机用
2 min
将一辆观光缆车运送到
200 m
高的山顶,做功
1.2×10
6
J
,它的功率是多少?一个质量
60 kg
的人,从山脚爬到山顶,大约需要
20
min
,这个人做功的功率大约是多少?
解:
练习:
在平地上
,用
50 N
的水平推力推动重
100 N
的箱子,前进了
10 m
,
推箱子的小屁孩儿做
了多少功?如果把这个箱子匀速举高
1.5 m
,做
了多少功?
解:
W
1
=
Fs
=
50 N×10 m
=
500 J
例
:
如图所示
,物体
A
的质量为
50kg
,当力
F
为
100N
时,物体
A
恰能匀速前进,若物体
A
前进
0.5m
所用的时间为
10s (
不计绳和滑轮重,
g
取
10N/kg)
。
求:
(1)
物体
A
受到的重力;
(2)
物体
A
受到的摩擦力;
(3)
力
F
做的功;
(4)
力
F
做功的功率。
500
N
2
00
N
1
00
J
1
0
W
例:
某
建筑工地的工人师傅用图所示的滑轮组提升质量为
72kg
的重物
A
,动滑轮重
120N
,物体
A
以
0.1m/s
的速度沿竖直方向匀速上升了
20s
,不计绳重和摩擦,取
g
=10N
/
kg
求:(
1
)绳子自由端移动的距离为多少?
(
2
)绳子移动的速度为多少?
(
3
)拉力
20s
做了多少功?
(
4
)拉力做功的功率是多少?
6m
0.6m
1680
J
84w
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