机械功率课件

第四节第四节 做功的快慢做功的快慢11、做功的两个必要因素：一是_；二是_。作用在物体上的力作用在物体上的力物体在物体在这个力的方向上这个力的方向上移动的距离移动的距离3、功的计算公式是_，其单位是_，符号是_。W=FS焦耳J2、（2009年中考）如图，下列四种情况，人对物体做功的是（）D我们来回顾：26、（、（2010年）小华把掉到地上的物理课本捡起）小华把掉到地上的物理课本捡起来，放到桌上，她对课本做功约为（来，放到桌上，她对课本做功约为（）A、0.2焦焦 B、2焦焦 C、20焦焦 D、200焦焦B4、某建筑工地上，起重机将某建筑工地上，起重机将1000N的重物竖直的重物竖直向上匀速提升向上匀速提升10m后，又将重物水平移动后，又将重物水平移动5m，在整个过程中，当物体向上运动时，拉力做功在整个过程中，当物体向上运动时，拉力做功_J;当水平方向移动时，拉力做功当水平方向移动时，拉力做功_J.10405、重力为、重力为100N的物体，受到的物体，受到50N的水平拉力，在的水平拉力，在水平面上匀速前进水平面上匀速前进5m，则重力做功为，则重力做功为_J，拉力，拉力做功为做功为_J.02507.功的原理：使用机械时功的原理：使用机械时,人们所做的功人们所做的功,都都_ _直接用手所做的功；即使用任何机械都不省直接用手所做的功；即使用任何机械都不省_.不会少于不会少于功功3两种耕地方式做不做功，有何不同？两种耕地方式做不做功，有何不同？4一台拖拉机匀速耕地，所受阻力是一台拖拉机匀速耕地，所受阻力是180000180000牛，半小牛，半小时耕地时耕地0.90.9千米。则此过程中拖拉机做功多少？千米。则此过程中拖拉机做功多少？已知已知：F=f=180000F=f=180000牛，牛，s=0.9s=0.9千米千米=900=900米米 求求：W W由不同的物体来完成相同的功，做功的快由不同的物体来完成相同的功，做功的快慢是不同的，即相等时间内，不同的物体慢是不同的，即相等时间内，不同的物体做的功的多少是不等的。做的功的多少是不等的。解解：W=Fs=180000 W=Fs=180000牛牛900900米米=162000000=162000000焦焦若由一头牛来完成这些工作若由一头牛来完成这些工作,则需一天的时间则需一天的时间,问拖拉机与牛做功的本领相同吗问拖拉机与牛做功的本领相同吗?谁做功快谁做功快?5总之，做功有快慢总之，做功有快慢!所以，在工农业生产中，人们越来越多地使所以，在工农业生产中，人们越来越多地使用机器来代替人力、畜力做功。使做功更快！用机器来代替人力、畜力做功。使做功更快！6怎样比较做功的怎样比较做功的快快与与慢慢 无论是人做功，还是利用机械做功。都有快与慢无论是人做功，还是利用机械做功。都有快与慢的问题，怎么判断谁做功快呢？的问题，怎么判断谁做功快呢？7怎样比较做功的快慢怎样比较做功的快慢对重物做功相同，可以比较做功时间的多少对重物做功相同，可以比较做功时间的多少8怎样比较做功的快慢怎样比较做功的快慢时间相同，可以比较对重物做功的多少时间相同，可以比较对重物做功的多少如果做功不同，时间也不同，该怎么比较呢？如果做功不同，时间也不同，该怎么比较呢？9问题问题1:1:质量为质量为2kg2kg的物体在的物体在4N4N的水平拉力的水平拉力F F作用作用下沿下沿F F的方向以的方向以2m/s2m/s的速度匀速前进的速度匀速前进16m.16m.在此过在此过程中，程中，F F对物体做了多少功？此过程用多少时对物体做了多少功？此过程用多少时间？间？问题问题2:2:质量为质量为2kg2kg的物体静止水平面上，在的物体静止水平面上，在F=5NF=5N的水平拉力作用的水平拉力作用3s3s前进前进10m.10m.在此过程中，在此过程中，F F对物对物体做了多少功？此过程用多少时间？体做了多少功？此过程用多少时间？哪个过程做功较快？哪个过程做功较快？101做功快慢的比较方法做功快慢的比较方法 方法一：方法一：时，时间短则做功快时，时间短则做功快方法二：方法二：时，时，做功多则做功快做功多则做功快判断：做功快的物体一定要做功多吗判断：做功快的物体一定要做功多吗?方法三：方法三：w与与t都不同时，用都不同时，用w/t的值来表示，的值来表示，w/t的值的值 大则做功快，大则做功快，w/t的值小则做功慢。的值小则做功慢。111 1、定义：功和完成这些功所用的时间之比，叫、定义：功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率。做功率。P=Wt(功率的定义式功率的定义式)物理意义：物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。功率是描述做功快慢的物理量。单位：瓦特，简称瓦，符号单位：瓦特，简称瓦，符号W W。1W=1J/s 1W=1J/s121.定义：单位时间内所做的功定义：单位时间内所做的功功率功率功的符号功的符号W，功率的单位的符号，功率的单位的符号W2.功率的表达式：功率功率的表达式：功率 3.功率的单位：瓦特功率的单位：瓦特 1w1j/s 1kw1000w13功率功率70W表示什么意思？表示什么意思？功率功率70W表示机械在表示机械在1s内做了内做了70J的功的功功率功率70W和和450W功率哪个大？做功哪功率哪个大？做功哪个快？为什么？个快？为什么？做功哪个多？为什么？做功哪个多？为什么？450W比70W功率大，做功快450W450J/s，70W70J/s练习14 自行车长时间功率约70W；优秀运动员短时间功率可达到1kw。15新宝马新宝马X5最大输出功率达最大输出功率达235kW.16韶山型电力机车输出功率为韶山型电力机车输出功率为 4200kW17常见功率常见功率18实践调查：实践调查：电动车的功率为多少?191.在相同的时间里功率大的机器做功多。2.完成相同的功,功率大的机器所需时间短。3.选购机器时,要注意功率配套。20方法小结：1、物体受到力的作用，在力的方向上、物体受到力的作用，在力的方向上 通过一段通过一段距离，这个力才对物体做了功。若力的方向与通距离，这个力才对物体做了功。若力的方向与通过的距离相反，就说物体过的距离相反，就说物体克服这个力克服这个力做功。做功。2、功的定义公式为、功的定义公式为W=FS，运用公式，运用公式时应注意：注意：力和力的方向上通力和力的方向上通过的距离要相互的距离要相互对应，不能用，不能用这个力去乘物体在个力去乘物体在别的力作用下通的力作用下通过的距离。的距离。3、功率表示物体做功的快慢，其公式、功率表示物体做功的快慢，其公式P=W/t，运用这一公式计算时必须注意功和做功时间的对运用这一公式计算时必须注意功和做功时间的对应性。应性。21比一比判断正误判断正误1.机器的功率越大，做的功越多。机器的功率越大，做的功越多。（）2.机器的功率越小，做功越慢。机器的功率越小，做功越慢。（）3.机器的功率越小，效率越低。机器的功率越小，效率越低。（）4.抽水机的功率越大，抽的水越多。抽水机的功率越大，抽的水越多。（）223 3、两台机器、两台机器,甲的功率是甲的功率是750750瓦瓦,乙的功率是乙的功率是22502250瓦瓦,甲、乙在相同时间里甲、乙在相同时间里,做功之比是做功之比是();();若完成若完成相同的功相同的功,甲、乙所用时间之比是甲、乙所用时间之比是()()2、关于功率、关于功率,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.做功用的时间越少做功用的时间越少,功率越大。功率越大。B.功率越大功率越大,做的功越多。做的功越多。C.在相同的时间里在相同的时间里,做功越多做功越多,功率越大。功率越大。D.做功的时间越多做功的时间越多,功率越大。功率越大。试一试试一试234 4、功率相等的两辆汽车，要相等的时间内、功率相等的两辆汽车，要相等的时间内匀速通过的距离之比为匀速通过的距离之比为3 3：2 2，则（，则（）A A、两辆汽车的牵引力之比为、两辆汽车的牵引力之比为3 3：2 2B B、两辆汽车的牵引力之比为、两辆汽车的牵引力之比为2 2：3 3C C、两辆汽车做功之比为、两辆汽车做功之比为3 3：2 2D D、两辆汽车做功之比为、两辆汽车做功之比为2 2：3 3B B24已知：已知：t2min120s W J5 一一台台机机器器用用2min时时间间做做了了6104 J的功，这台机器的功率是多少？的功，这台机器的功率是多少？答：答：这台机械的功率是这台机械的功率是500W解：解：求：求：P256、_内物体所做的功叫做功率，它是内物体所做的功叫做功率，它是表示做功表示做功_的物理量。用公式表示为的物理量。用公式表示为_，其单位为，其单位为_，符号，符号_。单位时间单位时间快慢快慢P=W/t瓦特瓦特W7、举重运动员在、举重运动员在2s内，把内，把1500N的杠铃匀速举高的杠铃匀速举高2m，那么他对杠铃做了，那么他对杠铃做了_J的功的功,功率是功率是_ _W.300015008、(2009年）关于功和功率年）关于功和功率,下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A、机器做功少、机器做功少,功率一定小功率一定小 B、做功的时间越短，功率一定大、做功的时间越短，功率一定大C、功率大的机器做功一定快、功率大的机器做功一定快 D、功率大的机器一定比功率小的机器做功多、功率大的机器一定比功率小的机器做功多C269、一位同学从一楼跑到三楼用了、一位同学从一楼跑到三楼用了10s,他的功率他的功率可能是（可能是（）A、3WB、30WC、300WD、3000WC10使用机械做功时，下面说法正确的是：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27 11 一台机器功率是一台机器功率是800w,它的物理意它的物理意 义是义是 A.这台机器每次做这台机器每次做800J的功的功B.这台机器每秒做这台机器每秒做800J的功的功C.这台机器每分钟做这台机器每分钟做800J的功的功D.这台机器每秒做这台机器每秒做800W的功的功B2812.（2009年年）在学校跳绳比赛中，小丽同学）在学校跳绳比赛中，小丽同学1 min跳了跳了120次，每次跳起的高度为次，每次跳起的高度为5 cm，已知她的，已知她的质量是质量是40 kg，那么小丽跳一次做的功，那么小丽跳一次做的功_J.跳绳时的平均功率跳绳时的平均功率_W，(g=10N/kg)20402913、（、（2009年）如图年）如图2所示，粗略测量小明同所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是（要测量的是（）A.小明的质量B.单杠的高度C.每次身体上升的高度D.做引体向上的时间图2B3014、（、（2010年年）如图所示，滑轮组自重及绳与滑轮）如图所示，滑轮组自重及绳与滑轮的摩擦力不计，物体重的摩擦力不计，物体重300N，在，在F4N的拉力作的拉力作用下，物体以用下，物体以5m/s的速度匀速运动，则物体的速度匀速运动，则物体A在运在运动的过程中受到的摩擦力动的过程中受到的摩擦力_N；在；在10s内滑轮组内滑轮组对物体做的功是对物体做的功是_J，拉力，拉力F的功率是的功率是_ W。12600603115（2010年）如图年）如图7所示，用所示，用F=50N的水平拉的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体的物体A水水平向右匀速移动了平向右匀速移动了3m，在这个过程中，在这个过程中()A拉力F做了l50J的功B拉力F做了300J的功C重力做了600J的功D重力做了1200J的功B3216、学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼（如下图所示），小丽同学想测量小军同运到三楼（如下图所示），小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。学搬运器材过程中对箱子做功的功率。测量所需要的器材有：_。小丽同学设计的测量步骤如下，其中多余的是（）A.测出箱子的质量B.测出楼梯的总长度C.测出一楼到三楼的竖直高度D.测出小军上楼梯所用的时间E.算出小军搬运箱子的功率请你帮小丽设计一个实验记录表格：秤、刻度尺、钟表B3317、【、【2009茂名市】茂名市】(8分分)俯卧撑是一项常见俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图的体育健身活动。如图24所示是小明同学做所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重俯卧撑时的示意图。小明重600N，1min钟内钟内做俯卧撑做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高个，每做一次肩膀升高50cm。小。小明身体可视为杠杆，明身体可视为杠杆，O为支点，为支点，A为重心，为重心，OA=1m，B到到O点的距离点的距离OB=1.5m。求：。求：(1)地面对手的支持力；(2)若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；(3)1min钟内小明所做的功；(4)小明做功的功率。图243418：建筑工地上，水泥板质量为：建筑工地上，水泥板质量为0.7t,起起重机在重机在15s内把它提升到内把它提升到4m的高度，起的高度，起重机提升重物的功率是多少？重机提升重物的功率是多少？解：起重机的拉力：解：起重机的拉力：F=G=mg=0.71000kg10N/Kg=7103N起重机所做的功起重机所做的功 W=Fs=7000N4m=2.8104J起重机提升水泥板的功率是起重机提升水泥板的功率是P=W/t=2.8104J/15S=1.9103W答答（略）（略）3519.深深h=100m的矿井里的矿井里,每分钟积水体每分钟积水体积是积是V=4.5m3,为了不让水留在矿井里为了不让水留在矿井里,至少应该选用多大功率的水泵来抽水至少应该选用多大功率的水泵来抽水?(g取取10N/kg)解解:m=v=1000kg/m34.5m3=4500kgG=mg=4500kg10N/kg=45000NW=Gh=45000N100m=4500000JP=W/t=4500000J/60s=75000w=75kw3620：功率是：功率是25kW的拖拉机，它的拖拉机，它4h做的做的功是多少？如果由平均功率是功是多少？如果由平均功率是0.4kW的的耕牛去完成，需要多长时间？耕牛去完成，需要多长时间？解：功率是解：功率是25kW的拖拉机，它的拖拉机，它4h做的功做的功由由P=W/t得得W1=P1 t 1=25000W43600S=3.6108J由题意得，耕牛在由题意得，耕牛在t2时间内完成的功时间内完成的功W2=W1=3.6108J则则t2=W2/P2=3.6108J/400W=9105 S=250h372121质量质量m=3kgm=3kg的物体，在水平力的物体，在水平力F=6NF=6N的的作用下，在光滑水平面上从静止开始运作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间动，运动时间t=3st=3s。求：。求：(1)(1)力力F F在在t=3st=3s内对物体所做的功。内对物体所做的功。(2)(2)力力F F在在t=3st=3s内对物体所做的功的功率。内对物体所做的功的功率。38222、（2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）如图l3甲所示，小强在水平地面上用力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时问变化的图像如图丙所示，以下对于这一过程的分析中正确的是()A.0ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力B.1s2s内木箱受到的摩擦力大小为4NC.2s3s内人对木箱的推力做功为6JD.如果3s后人停止用力，木箱将做匀速直线运动392222如图所示，物体由静止开始沿倾角如图所示，物体由静止开始沿倾角为为3030度的光滑斜面下滑，度的光滑斜面下滑，m=10m=10千克、千克、H=10H=10米，米，t=3st=3s求：求：（1 1）物体滑到底端过程中重力做的功。）物体滑到底端过程中重力做的功。（2 2）物体滑到斜面底端时重力的功率。）物体滑到斜面底端时重力的功率。402323、正常人心脏在一次搏动中泵出血液、正常人心脏在一次搏动中泵出血液70 mL70 mL，推，推动血液流动的平均压强为动血液流动的平均压强为1.6101.6104 4PaPa，设心脏主动，设心脏主动脉的内径约脉的内径约2.5cm2.5cm，每分钟搏动，每分钟搏动7575次，求：心脏推次，求：心脏推动血液流动的平均功率是多大？动血液流动的平均功率是多大？4124正常人心脏在一次搏动中泵出血液正常人心脏在一次搏动中泵出血液70 mL70 mL，推，推动血液流动的平均压强为动血液流动的平均压强为1.6101.6104 4PaPa，每分钟，每分钟人体血液循环量为人体血液循环量为6000ml6000ml，求：心脏推动血，求：心脏推动血液流动的平均功率是多大？当人运动时，心液流动的平均功率是多大？当人运动时，心脏平均功率增加脏平均功率增加2020，若此时，若此时心脏在一次搏心脏在一次搏动中泵出血液动中泵出血液80 mL80 mL，输出压强不变，则心脏，输出压强不变，则心脏每分钟搏动次数为每分钟搏动次数为次次（培优竞赛（培优竞赛p151 例例10）42261 1、一支步枪枪筒长、一支步枪枪筒长0.8m，火药爆发时，火药爆发时高压气体对子弹的平均推力为高压气体对子弹的平均推力为2000N，子弹离开枪口后，在空气中飞行了，子弹离开枪口后，在空气中飞行了500m落在地上，高压气体对子弹所落在地上，高压气体对子弹所做的功是做的功是 J J。2 2、某人用、某人用50N的力，将重的力，将重30N的铅球的铅球掷到掷到7m远处，这个人对铅球做的功远处，这个人对铅球做的功为（为（）A A：350J B：210J C：0 D：无法计算：无法计算43272、磁场具有能量，磁场中单位体积内所具有的能量叫能量密度，其值为B2/（2），式中B是描述磁场强弱的物理量，空气中为一已知常数。为了近似测量条形磁铁端面附近的B，一同学用一根端面面积为的条形磁铁吸引住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开微小距离L，并测出恒定拉力大小值为F，如图所示。因为F所做功等于L间隙中磁场的能量，由此可得出B、F、间关系式B=。L3、一根长3m、重1000N的均匀木棒平躺在水平地面上，若要将此木棒竖直立在地面上，则外力至少做功J。（奥赛解题大全P168）NSPF443 3、对公式、对公式 P PF Fv v 讨论讨论 如果作用于物体上的力如果作用于物体上的力F F为恒力，且物体以速为恒力，且物体以速度度v v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。若若P P恒定，则恒定，则F F越大，越大，V V越小；越小；F F越小，越小，V V越大。越大。如：如：很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作额定功率状态工作(如汽车如汽车)，根据，根据P PFvFv可知：当路面可知：当路面阻力较小时，牵引力阻力较小时，牵引力F F也小，也小，v v可以大，即汽车可以跑得可以大，即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，力，v v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。45若若F F恒定，恒定，V V越大，越大，P P越大：越大：在动力机器原来在远小于额定功率的条件在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当等于额定功率为限度，即当Fv=PFv=P额额。以后，这。以后，这种情况不可能实现。种情况不可能实现。4625（第14届复）图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度V=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：（1）圆柱形重物的质量；（2）圆柱形重物的密度；（3）打捞前，圆柱形重物上表面所受的水的压力。47图像，482424、一跳绳运动员质量、一跳绳运动员质量m=50kg,1minm=50kg,1min跳跳N=180N=180次，次，假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所用时间的次所用时间的2/52/5，试估算该运动员跳绳时克服，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率多大重力做功的平均功率多大?25.一辆汽车，发动机以额定功率一辆汽车，发动机以额定功率60kw,做加速运做加速运动，它在水平路面上行驶时所受阻力恒为动，它在水平路面上行驶时所受阻力恒为2.4103 N，求汽车行驶的最大速度是多少？，求汽车行驶的最大速度是多少？49比比谁的功率大比比谁的功率大 1.李明和马龙想比一比谁上楼的功率大。李明和马龙想比一比谁上楼的功率大。需要测量哪些科学量？需要用到哪些测需要测量哪些科学量？需要用到哪些测量仪器？应该怎样测量？量仪器？应该怎样测量？2.两个人同时开始登山，甲先到山顶，两个人同时开始登山，甲先到山顶，乙后到山顶。你能判定哪个人的功率乙后到山顶。你能判定哪个人的功率大吗？为什么？大吗？为什么？503 3、对公式、对公式 P PF Fv v 讨论讨论 如果作用于物体上的力如果作用于物体上的力F F为恒力，且物体以速为恒力，且物体以速度度v v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。若若P P恒定，则恒定，则F F越大，越大，V V越小；越小；F F越小，越小，V V越大。越大。如：如：很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作额定功率状态工作(如汽车如汽车)，根据，根据P PFvFv可知：当路面可知：当路面阻力较小时，牵引力阻力较小时，牵引力F F也小，也小，v v可以大，即汽车可以跑得可以大，即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，力，v v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。51若若F F恒定，恒定，V V越大，越大，P P越大：越大：在动力机器原来在远小于额定功率的条件在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当等于额定功率为限度，即当Fv=PFv=P额额。以后，这。以后，这种情况不可能实现。种情况不可能实现。52