《做功的快慢》教案(4)-掌门1对1

第四节 做功的快慢-掌门1对1三点剖析:1功率物理意义功率用来表达物体做功快慢的物理量。功率的大小，只表达做功的快慢，而不能表达做功的多少。由于做功快慢决定于做功的多少和做这样多的功所用的时间长短两个因素，功率大，做功不一定多，功率小，做功不一定少。同样，做功多,功率不一定大；做功少,功率不一定小。因此人们把单位时间内所做的功叫做功率。2.功率的定义式（1） 定义:单位时间内完毕的功。如果用P表达功率，表达功，t表达时间,则。（2） 使用该公式计算功率时,必须注意W和的相应关系。W为在t时间内所做的功,而t为做这样多的功所用的时间。（3） 功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1瓦=1焦/秒=牛米/秒。1瓦的意义表达如果1秒钟内做功为1焦耳，则其功率为瓦。工程技术上常用千瓦（kW)作为功率的单位(kW=1000W）3. 功率的导出公式公式可变形为，式中F为做功的力而速度则是在力的方向上的速度，如果物体做匀速直线运动，就为物体的运动速度，如果变速直线运动，则为平均速度。这个公式是功率的导出公式,它表达了功率、力和速度三者之间的互相关系,它告诉我们，当机器的功率一定期,减小速度可以增大牵引力，反之,增大速度就会使牵引力减小。例如:汽车上坡时，汽车司机往往减少车速,以增大牵引力来克服上坡时所遇到的较大的阻力。4.某些常用动物和交通工具的功率优秀运动员长时间运动的功率约为0W,短时间运动的功率可达1k;蓝鲸游动的功率可达350k;小轿车的功率约为66W,卡车的功率约为99kW；电力机车的功率约为266W;远洋货轮的功率约为700300kW。通过这些常用动物和交通工具的功率的理解,可以作为我们在得到功率的成果时的一种参照,判断所得成果与否符合实际状况。问题与探究问题：（05临沂)如图1所示,引体向上,是同窗们常常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠,由悬垂开始.上提时.下颚须超过单杠的杠面;下放时,两臂放直，不能弯曲。这样上拉下放,反复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同窗能持续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同窗现要估测陈强同窗做动作时的功率。探究:请你说出应测量哪些物理量。需要哪些实验器材。图9-4-1写出计算陈强同窗做动作时功率的体现式。问题2：景德镇在置镇千年中给都市路面进行了较大的“美容”,对某些凹凸不平的路面进行了挖掘，重新整平，如图-4-2所示，人们与否注意，挖掘机挖土的速度往往很慢,这是为什么?探究： 可以节省燃料；保证挖掘施工安全；保证挖掘质量；获得较大的挖掘动力;图9-4-2精题精讲【例】两名运动员，甲的身高比乙高,如果她们举起相似质量的杠铃所用时间相等,如图所示,则 ( ) .甲做功较多，功率较大 B甲做功较多，功率较小 C.甲做功较多，甲、乙功率相等 图9-4-3D.甲、乙做功相等,乙的功率较大思路解析: 甲、乙两名运动员举起相似质量的杠铃，用到的力大小相等,由于甲比乙高，因此甲的杠铃在力的方向上移动的距离比乙的大。因此甲做功较多,又由于举起杠铃所用的时间相等,因此甲的功率较大。因此对的选项为A答案:A 绿色通道：一种力做功的功率大小取决于单位时间内所做的功，因此在时间相等的条件下,做功多的功率一定大。注意到杠铃质量相等，甲比乙高这两点,就可以拟定杠铃在甲的作用下移动的距离比较大,因此做功较多。 【例】(0常州)有关力、距离、功与功率的关系,下列说法对的的是 A力越大，功率越大 B距离越长,功率越大 C.做功越多,功率越大 D.做功越快,功率越大 思路解析：本题考察功和功率的决定因素，因此精确理解功和功率的概念是解题的核心。根据功的计算公式和功率的定义式可知。因此功率的大小取决于力F、距离s和时间t三个因素，只要其中有一种物理量不懂得,就不能拟定功率的大小。BC三个选项中从题中没有给出与时间有关的信息或条件,因此不能拟定功率的大小。因此D选项是对的的。答案：D黑色陷阱：本题有的同窗能根据功的计算公式和功率的定义式得出。但容易产生功率与力成正比、与距离成比、与时间成反比的错误结论,从而觉得每一种选项都是对的的。【例3】如图-所示,一种质量为50k的人,在10s内持续向上跳1个台阶，已知每个台阶的高度为0.m，则这个人在这段时间内的功率是（g取0N/k） ( ）. 120W B. 1W 1W D. 12W 思路解析:人在上台阶过程中,这个人做的功就是要克服重力所做的功。重力大小G=500N，在重力方向上人在10内移动的距离为h=1202m2.4。人克图9-4-4服重力做功WGh=00Nm=100。又由于做功所用时间为10s，根据功率的定义式:可求得人在这段时间内做功的功率为20W。故对的选项为D。答案:D绿色通道:人在上台阶过程中，需要克服重力做功,因此可以通过计算克服重力做的功来求得人上台阶过程中所做的功。另一点要注意的是人移动的距离与克服重力做功中所相应的距离不同，此处应为重力方向上移动的距离，即2级台阶的总高度。然后根据功的计算公式可求得人做功的大小。【例4】(5连云港）正值农忙季节，农田需要大量的灌溉用水，若水泵在.5h内把360m3的水抽到5高处(g取0Ng)，则水泵对水做功的功率至少为( ) A.1.810J B3.606W C10k D.3610W思路解析:措施一：水泵在抽水过程中,需要克服水的重力做功。 3603水的重量约为3.66N,根据功的计算公式可求得水泵克服水的重力做功WGh=3.6106N5m=.8107。再由功率的定义式可求水泵对水做功的功率，因此对的选项为C。措施二:根据物理学中有关功率的常识,电力机车的功率约为64kW；远洋货轮的功率约为700kW2300kW。从题中选项中可以注意到AB数值较大，相比较而言，水泵的功率不也许达到106W。因此可拟定选项为C答案：C黑色陷阱：本题比较容易浮现的错误是不注意单位的换算,把做功的时间0.5h直接代入功率的公式进行计算从而得到错误的D选项。如果在计算水泵克服重力做功时将水的质量当作重力计算的话就得到了B选项。得到成果后，没有通过物理意义上的思考,这样的数值也许吗？符合实际状况吗?绿色通道:要养成这样两个习惯，一是在计算前把所有物理量的单位都化为国际单位制中的单位；另一种就是得到成果后，判断该成果与否符合实际状况,就像数学上解方程后要验根同样。自主广场我夯基,我达标1(天津)起重机将00N的物体在1min内匀速升高20,在这段时间内起重机做的功为 J，起重机的功率为 。思路解析:本题考察功的计算措施和应用功率的定义式进行计算。起重机匀速升高，因此向上的拉力与物体所受的重力相平衡。根据功的计算公式可知，起重机对物体的拉力做的功为W=s=G3020m00J。然后根据功率的定义式可求答案:6104,10002.(0沈阳）在水平地面上,小明用100N的水平推力推动重为10N的箱子，8s内迈进了12m,这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为_J，小明对木箱做功的功率为_W。思路解析：要注意的是本题中箱子移动的距离是水平方向上的，因此,箱子受到的重力不做功,即做功为零;小明的推力00N为水平方向，与箱子移动的距离同方向,根据功的计算公式可知：W=100N12=1。然后根据功率的定义式可求答案：0，1503(04大连B)甲、乙两位同窗分别把同样重的木头从一楼搬到三楼,甲用的时间比乙用的时间长，两人对木头做功的大小关系是W甲 W乙（选填“”、“”或“”、“”或“=”);（4）登楼梯比赛时,某同窗从底楼匀速登上5楼,共用了12,该同窗登楼时克服重力做功的功率最接近于如下哪个数据 。A、500W B、00 C、0 、0思路解析:(1）有关登楼的功率,事实上是每个同窗克服自身重力做功的功率。因此决定功率的大小因素就是每个同窗所受到的重力大小G、登楼过程中在重力方向上移动的距离h和该过程所用的时间t。(2)由功率的定义式可知,功率的体现式(）由于甲、乙体重相似,又都是登5楼即重力方向上的距离相似，即两个克服重力做功相似，根据功率的体现式可知,用时少的甲功率较大。（4）设这个同窗体重约为50N，登上5楼过程中在竖直方向上移动的距离假设为12m(四层楼的高度大概为12m)，根据功率的计算公式知:因此对的选项为A见仁见智2 三个平时很要好的同窗怎么吵起来了？哦!本来她们是为了新学的物理中有关“做功多少与功率大小有无关系”的问题。三个同窗分别说出了自己的观点：甲：我觉得做功多,功率就一定大，功率与功的大小成正比。乙:功率是做功快慢的物理量,应当说做功用的时间越短，功率越大。丙：功率大小与做功的多少无关,我爸就是司机,当汽车正常行驶时,功率是一定的,与做功多少无关，与所用时间也无关。我让我爸爸帮我们做个实验,不信说不服你们。于是三人找到丙的爸爸,坐上汽车开始实验。她们把汽车开到一段平直公路上,当汽车以6km/的速度行驶时，甲开始计时，乙记下里程表的数值。甲分别记时分钟、分钟和1分钟,乙记录下每段时间内汽车走过的路程。设牵引力为F,项目速度kmh时间mi路程m功功率1363000F1F23610010F3361599000F1通过实验数据的计算,可以看出,功率的大小与功的大小无关、与所用时间的长短无关。