08.11.2005

Мощность

Урок физики в 10 классе

Учитель Антропова Т. А.

ЦЕЛЬ: Дать понятие средней и мгновенной мощности (расширить знания по теме «Мощность»).

ПЛАН.

1.Проверка знаний учащихся:

  • Что называется работой? A=Fx* x
  • Работа является временной или пространственной характеристикой?
    F не зависит от t и действует на тело движущееся по оси x, на перемещении x.
  • Каков геометрический смысл работы?

      F

      0       С     X

  • Единица измерения работы?
  • Общий вид работы A= xcos a
  • Как связана работа и энергия движения? (теорема).

    A=mV2/2 – mV02/2;

Пространственная                                                       Энергия движения тела
характеристика внешнего
воздействия на тело
(систему).

Работа может быть совершена как за большой промежуток времени, так и за малый. На практике, однако, далеко не безразлично, быстро или медленно может быть произведена работа Временем, в течение которого совершается работа, определяют производительность любого двигателя. Очень большую работу может совершить и крошечный электромоторчик, но для этого понадобится много времени. Поэтому вводя величину, характеризующую быстроту, с которой она проведена.

- Как эта величина называется?

(мощностью)- Формула: P=A/ t (Отношение работы к промежутку времени за которое она совершается.)

- P=F x/ t*cosа=FV cosа

- P=FV; P=F x cosа/ t

Мощность можно повысить

а) за счёт увеличения действующих сил;

б) за счёт увеличения скорости движения;

Физический смысл: характеризует быстроту выполнения работы за единицу времени.

- единицы измерения:

P[1гВт, 1кВт, 1МВт]

В технике применяют старую единицу измерения мощности – лошадиную силу:

1л.с.=735Вт (746Вт)

1л.с. – средняя работа за 1с., которую могла совершить сильная ломовая лошадь, равномерно работающая целый день.

Мощности, развиваемые двигателями, колеблются в огромном диапазоне от людей от долей ватта до сотен и тысяч меговатт (для двигателей космических ракет). Человек без особого напряжения может длительное время развивать мощность порядка 70Вт. Мощность муравья составляет    10-5Вт.

Метод графиков – последовательность формирования понятий, логико-генетическая связь между ними и их субординация.

Что узнаём?

Средняя мощность – её определение необходимо для разгона до требуемой скорости тела за данный промежуток времени.

P=A/t (прочитать определение)

Задача. Найдём среднюю мощность автомобиля массой 2т требуемую для его разгона до скорости 30м/с из состояния покоя за 10с.

Дано: m=2т, V0=0, V=30м/с, t=10с

Найти: Pср

Решение:

1.    Определим вид движения (равномерное без начальной скорости)

2.    Как определить путь, на котором произошло изменение скорости.

l=at2/2; a=(V-V0)/t

a=30/10=3(м/с)

l=3*100/2=150(м)

3.    Работа, совершаемая двигателем идёт на изменение скорости.

A=mV2/2-mV02/2

mV02/2=0

A=mV2/2

Pср=mV2/2t=90(кВт)

Ответ: 90кВт

Реально: для разгона требуется большая средняя мощность из-за затрат энергии на преодоление сил трения и сопротивления воздуха.

Скорость является пространственно временной характеристикой движения

Vср=l:t

Реально: тело может двигаться: быстро, медленно, стоять.

 

Какую скорость мы ещё знаем?

V=limVср=lim l

       t>0           t>0 t

Что такое предел? (граница)

Мгновенная скорость – средняя скорость за бесконечно малый интервал времени.

С мгновенной скоростью можно связать понятие мгновенной мощности.

P=lim Fx x/ t=Fx lim x/ t

     t-0                                t-0

Lim x/ t=Vx

t-0

P=Fx*Vx

Мгновенная мощность равна произведению проекции силы, действующей на тело и скорости в направлении его перемещения.

Используем эту формулу.

Fx=P:Vx, где это учитывается?

Чем больше скорость тем меньше сила тяги.

P – постоянная. В паспорте двигателей всегда (учитывается) и указывается мощность.

Мощность механизма – производительность механизма за единицу времени.

Сообщение о мощности Теплоозёрского цементного завода.

1. Основное оборудование, используемое для производства цемента:

  • Вращающаяся печь – размер 3,6x127м, производ-сть 22,5т/ч
  • Вращающаяся печь – размер 4,0x127м, производ-сть 30т/ч
  • Цементная мельница – размер 2,6x13м, 18,5 об/мин, производ-сть 25т/ч (2 штуки)
  • Цементная мельница – размер 2,2x13м, 24об/мин, производ-сть 16т/ч (3 штуки)
  • Сырьевая мельница – размер 2,6x13, производ-сть 42т/ч
  • Сырьевая мельница – размер 2,4x13м, производ-сть 40т/ч

2. Для повышения мощности производится замена на более мощное оборудование большее размером.

Работа с таблицами.

Закрепление – решение задач. Стр. 150

№1. Дано: m=120кг, h=20м, t=9,8с;

P-?

Решение: P=mgh:t=100кг*9,8м/с2*20м:9,8с=

=2кВт.

Ответ: 2кВт.

№2. Дано: V=40м/мин, А=30Н.

P-?

Решение: P=F*V=0,66м/с*30=20Вт

Ответ: 20Вт.

№3. Дано: V=90млн.л., t=1мин, h=100м.

P-?

Решение: 1000кг/м3*90*106*10-3=90*106кг.

P=90*106*10*100:60=1500*106МВт

Ответ: P=1500*106МВт.

№4. Дано: A1=16Дж, t=60с, N=180.

P-?

Решение: P=A1*N:t=16*180:60=48Вт.

Ответ: P=48Вт.

1. Почему на скоростных гоночных автомобилях ставят двигатели значительно большей мощности, чем на обычных?

Fc~V2

Как можно объяснить, что человеческий организм способен развивать мгновенную мощность? Это объясняется тем, мышцы, приводящие в движение руки или ноги (они называются поперечно-полосатыми или скелетными) способны к быстрым сокращениям, но каждое сокращение длится малое время. Сокращения вызываются сигналом, поступающим к ней по нервам руки начинают совершать колебания (держим груз) груз будет подниматься, словно совершается работа. Гладкие мышцы – ими снабжены моллюски. Такими мышцами закрываются створки раковин и «замираю» и в дальнейшем никакой работы не совершают.

Опыт, эксперимент.

Группы:

  1. -теоретики/обобщить материал.
  2. -практики/решение задач.
  3. -экспериментаторы.

Д/з: §34 №4