我們一起來學習初中物理第十一章第四課時《功率》:
在物理學中,我們用功率表示做功的快慢。在以前的課程當中,我們用單位時間内通過的路程(速度)來表示物體運動的快慢,同樣,我們可以用單位時間内做的功來表示做功的快慢。
1功率
功率的定義與公式
定義
在物理學上,單位時間内所做的功叫做功率。
公式
P=W/t
其中,W 表示功,單位J;t表示做功所用的時間,單位s;P 表示功率,單位J/s。
單位
焦耳每秒,符号J/s,為了紀念英國工程師、發明家瓦特在改良蒸汽機方面的突出貢獻,人們把功率的單位叫做:瓦特,簡稱瓦,符号W。
1W=1J/s
在工程技術上,常用功率的單位還有,千瓦(kW)、兆瓦(MW)
1kW=103W
1MW=106W
拓展:
馬力---功率的另一種單位,英國、美國等一些國家采用的是英制馬力。1英制馬力等于550英尺·磅/秒,等于745.7瓦特。在18世紀後期,英國物理學家瓦特(1736—1819)為了測定新制造出來的蒸汽機的功率,他把馬力的定義規定為在1分鐘内把33000磅(約15000kg)的重物升高1英尺所需的功,這就是英制馬力,用字母HP表示。
區别功與功率
功率與功是兩個不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”則表示做功的“快慢”,“多少”與“快慢”的意義不一樣,隻有在做功時間相同時,做功多的就做功快;否則,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是說:功率與功和
時間兩個因素有關。
功率的計算
功率的計算
定義式:利用P=W/t計算
典型例題:一位初中生用30s從坡底爬上了9m高的山坡。他爬坡時的功率與下列哪一個最接近( )
A.幾瓦 B.十幾瓦 C.一百多瓦 D.一千多瓦
【分析】先估測人的質量,然後根據質量求出重力,知道山坡的高度,和爬坡用的時間,根據W=Gh求出他上樓時做的功,再由P=W/t求出功率。
【解答】解:中學生的體重在G=500N左右,山坡的高度為h=9m。
登樓的功率:
P=W/t=Gh/t=(500Nx9m)/30s=150W,
可見,他爬坡時的功率與C選項最接近。故選:C。
推導式:利用P=Fv計算
P=W/t=Fs/t=Fv
由上式可知:功率一定時,力F與速度v成反比。
典型例題:一輛轎車以72km/h的速度在水平路面上沿直線勻速行駛10分鐘,轎車的質量為1500kg,行駛時所受阻力為車重的0.2倍(g取10N/kg),則牽引力為 N.此時汽車的功率為 kW。
【分析】(1)汽車在水平路面上勻速行駛時處于平衡狀态,受到的牽引力和阻力是一對平衡力,根據f=0.2G=0.2mg求出阻力,利用二力平衡條件求出牽引力的大小;
(2)根據P=W/t=Fs/t=Fv求出汽車的功率。
【解答】解:
(1)汽車做勻速運動,處于平衡狀态,由二力平衡條件得牽引力:
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1500kg×10N/kg=3×103N;
(2)汽車的速度:v=72km/h=20m/s;
汽車的功率:
P=W/t=Fs/t=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW;
故答案為:3×103;60。
考題再現
習題1:( 2016·無錫)一位同學用20 s從一樓走到三樓,他上樓時的功率可能是( )
A. 1.5 W B. 15W C. 150 W D. 1 500 W
習題2:( 2018·連雲港)如圖所示,一物塊從光滑斜面上A點由靜止滑下,B為斜面AC的中點,設物塊在AB段重力做功為W1,重力的功率為P1;在BC段重力做功為W2,重力的功率為P2,則下列關系正确的是( )
A. W1>W2 P1>P2 B. W1=W2 P1=P2
C. W1=W2 P1<P2 D. W1<W2 P1<P2
習題3: 在高速鐵路上,一列車以324 km/h的速度在平直軌道上勻速行駛50 km.若列車的牽引力為105N,通過這段路程牽引力所做的功為 J,功率為 W.
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