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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——功功率的概念与计算

初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——功功率的概念与计算

基础篇

功率的概念与计算

前言

在利用简单机械做功时,不仅要计算做功的多少,还需要衡量做功的快慢。功率是力学重要物理量,常与滑轮组综合出题,是衔接功与机械效率的关键知识点。

功率的定义

功与做功所用时间之比叫做功率,符号P。 

功率的物理意义

功率是描述物体做功快慢的物理量,不是表示做功多少。

做功多≠做功快;做功时间短,也不代表功率一定大。区分:功描述做功多少;功率描述做功快慢。

计算公式

P=W/t

  • W是功,单位 J

  • t是做功时间,单位 s

  • 功率单位瓦特,简称瓦,符号 W

1 W=1 J/s 

常用单位换算:1 kW=1000 W

推导公式

P=Fv

推导:P=W/t=(Fs)/t=Fv

说明

① F:物体受到的拉力,单位 N;v:物体匀速运动的速度,单位 m/s;

② 适用条件:物体做匀速直线运动; 

③ 单位配套:速度必须用 m/s,算出功率单位才是 W。 

应用场景:车辆、滑轮组拉力功率计算。

常见误区

误区 1:物体做功越多,功率越大。 

正解:功率由功和时间两个量共同决定,只知道做功多少,无法判定功率大小。

误区 2:做功时间越短,功率一定越大。 

正解:缺少做功多少这个条件,不能仅凭时间判断功率。

误区 3:P=Fv对所有运动都适用。 

正解:该推导式仅适用于匀速直线运动;变速运动不能直接使用。

误区 4:功率大的机械,做功时间一定很短。 

正解:功率代表做功快慢,总做功时间还和需要做的总功有关

口诀

功率描述快慢,功比时间是定义; 

W 除以 t 求功率,F 乘 v 匀速可用; 

做功多不等于快,两个条件要同在。

学以致用

1、某工人做 600J 的功,用时 30s,求工人做功的功率。

【解析】

已知功和时间,直接使用功率定义式P=W/t

【答案】

解:W=600 J,t=30 s

P=W/t=600 J/30 s=20 W

答:工人做功的功率为20 W

2、用拉力将重 90N 物体匀速提升 2m,用时 10s,求拉力做功的功率。

【解析】

匀速提升,拉力大小等于重力,先求功,再计算功率。

【答案】

解:拉力做功W=Gh=90 N×2 m=180 J

P=W/t=180 J/10 s=18 W

答:拉力做功的功率为18 W

3、功率概念辨析下列关于功率说法正确的是(  ) 

A. 功率越大,做功越多 

B. 功率越大,做功越快 

C. 做功时间越短,功率越大 

D. 做功越多,功率越大

【解析】

紧扣功率物理意义:功率描述做功快慢。

A 缺少时间条件,错误; 

B 功率就是描述做功快慢,正确; 

C 缺少做功多少条件,错误; 

D 缺少时间条件,错误。

【答案】

B

4、一辆小车,水平牵引力为 50N,小车以 2m/s 的速度做匀速直线运动,求牵引力的功率。

【解析】

匀速运动,可直接使用推导式P=Fv快速计算

【答案】

解:已知F=50 N,v=2 m/s

P=Fv=50 N×2 m/s=100 W

答:牵引力的功率为100 W

5、关于功率,下列说法正确的是(  ) 

A. 功率大的物体,做功一定多 

B. 相同时间,做功越多,功率越大 

C. 做功时间越短,功率一定越大 

D. 功率小的物体,做功一定少

【解析】

根据功率定义式P=W/t,功率是功与时间的比值。 

 A:缺少时间条件,错误

B:t相同,W越大则P越大,正确

C:缺少做功多少条件,错误

D:缺少时间条件,错误

【答案】

B

下篇预告

有用功、额外功与总功辨析

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