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盐城市马沟中学
功率
【教学目的】
1.懂得功率的概念。
2.懂得功率的物理意义。
3.能通过实例作图等多种方式来描述功率。
4.懂得功率的公式、单位,能用公式计算功率。
5.能自已设计试验测量功率。
一:小明的教室在五楼,小明上楼,,第二次 他跑上楼花40s,小明的质量60kg,层高3m,试求:小明两次各做了多少功?
解:小明第一次做功
G=mg=60kg×=
W1=Gh=×4×3m=
小明第一次做功
W=Gh=×4×3m=
小明的体重、上升的高度相似,阐明他两次做的功相似,不过两次所用的时间不一样.
单位时间内通过的旅程表达表达运动的快慢,
同样我们可以用单位时间内做的功表达做功的快慢。
小明第一次在1s内做功:W1=,t1=
例:在建筑工地上要把1000块大理石板送到20米
高处,已知每块大理石板重50牛,用起重机可以
在2分钟内将大理石板一次所有送到20米高处。
假如用一种工人来背,把这些大理石板送到20米
高处所用的时间是20小时,试求用这两种措施,
把大理石板所有运送到20米高处,起重机和工人
各做了多少功?
解答:起重机吊送大理石板所做的功
W1=F1·s=G·h=50×1000牛×20米=×106焦,
工人背运大理石板所做的功
W2=F2·s=G·h=50×1000牛×20米=×106焦。
把1000块大理石板送到20米高处,起重机和工人做的功是相等的。不过,在做相等的功时,起重机比工人做功快。做功不仅有个多少的问题,尚有一种快慢的问题。在物理学里用功率这个物理量来描述物体做功的快慢。
2.单位时间里完毕的功,叫做功率。
×106焦的功,它的功率怎样计算?
解:
4.单位:瓦特(国际单位制)
1瓦特=1焦/秒 (1W=1J/s),
1千瓦=1000瓦特 (1KW=1000W),
1兆瓦=1000千瓦 (1MW=1000KW)。
小知识:功率的单位目前通用的是瓦特、千瓦,过去还用过马力这个单位。马 力是什么?为何用马力来计量机器的功率呢?
本来,1782年瓦特发明了蒸汽机,干是人们便用蒸汽机替代马来做功。当时为了测定蒸汽机的功率,瓦特决定用马来和他的“蒸汽马”比一比。
在他家附近有个酒厂,瓦特和酒厂主用一匹壮马来拉吊在定滑轮上的水桶,测定出;它在一分钟里,把1000磅重(约合4540牛顿)的物体提高33英尺(约10米)。瓦特把这匹马的功率规定为1马力。不过,这匹马太强健了,又是在短时间内做功,因此,一般的马在长时间工作时的功率大概仅有0.4~0.5马力。
1马力等于735瓦特。马力这个单位目前已经不用了。不过,过去生产的汽车和拖拉机发动机的功率是用马力作单位的。
著名科学家瓦特
詹姆士·瓦特是英国近代著名的科学家、改良蒸汽机的发明者,他生于1736年1月19曰。父亲是纯熟的造船装备工人,后来经商。母亲出身于名门贵族,在瓦特幼年时代,不仅教瓦特学习语文和数学,还培养他观测思考的爱好和动手实践的能力。瓦特从小体弱多病,上学后,他不爱剧烈活动,时常独自沉思默想。有一次瓦特看到水壶的水开了,蒸汽把壶盖冲的卟卟地响,他盯着水壶盖呆了一种小时,这是他第一次对蒸汽发生了浓厚的爱好。
瓦特由于身体不好,在文法学校没毕业就退学了。此后,他没进过正规学校。他在家坚持自学,钻研了天文学、化学、物理、解剖学等多门科学,还掌握了拉丁文、希腊文、法文、德文和意大利文。同步,又常常向父亲工场里的工人和技师学习技术、制作多种机械模型和从事化学、电学试验。
瓦特17岁时,父亲经商失败,家道衰落。他先是到一家钟表店学手艺,后来到伦敦的现代有名的机械师学技术;他21岁时当修理工。
1764年,格拉斯哥大学收到一台规定修理的纽可门蒸汽机,任务交给了瓦特。瓦特将它修好后,看看他工作那么吃力,就象一种老人在喘气,颠颠颤颤地负重行走,觉得实在应当将它改善一下。 他注意到毛病重要是缸体伴随蒸汽每次热了又冷,冷了又热,白白挥霍了许多热量。能不能让它一直保持不冷而活塞又照常工作呢?于是他自已出钱租了一种地窖,搜集了几台报废的蒸汽机,决心要造出一台新式机器来。 从此,瓦特整曰摆弄这些机器,两年后,总算弄出个新机样子。可是点火一试,那汽缸到处漏气,瓦特想尽措施,用毡子包,用油布裹,几种月过去了,还是治不了这个毛病。 一天他又趴到汽缸前观测漏气的原因,不小心一股热气冲出,他匆匆躲闪,右肩上已是红肿一片,就像被一把热刀削过同样,辣辣地疼起来,弄得他心烦意乱。他真有些灰心了,这时,是他的妻子给了他勇气,妻子用激将法又激起了继续研究下去的雄心。
他又回到地下试验室,将过去的资料重新翻阅一番,打起精神又干了起来,干累了就守着炉子烧一壶水品茗。一天,他一边品茗,一边看着那一动一动的壶盖。他看看炉子上的壶又看看手中的杯子,忽然灵感来了:茶水要凉,倒在杯里;蒸汽要冷,何不也把它从汽缸里也“倒”出来呢?
这样想着,瓦特立即设计了一种和汽缸分开的冷凝器,这下热效率提高了三倍,用的煤只有本来的四分之一。这关键的地方一突破,瓦特顿然觉得前程光明。他又到大学里向布莱克专家请教了某些理论问题,专家又简介他认识了发明镗床的威尔金技师,这位技师立即用镗炮筒的措施制了汽缸和活塞,处理了那个最头疼的漏气问题。
1784年,瓦特的蒸汽机已装上曲轴、飞轮,活塞可以靠从两边进来的蒸汽持续推进,再不用人力去调整活门,世界上第一台真正的蒸汽机诞生了。