资源简介

(共27张PPT)
10.2 功率
一、课程导入：做功 “快” 与 “慢” 的差异
（一）情境体验与提问
实物互动与现象对比：在讲台上完成两组实验 ——①学生 A 用 20N 的力将钩码从地面匀速提升到 1m 高的桌面，用时 2s；②学生 B 用同样 20N 的力将相同钩码提升到 1m 高的桌面，用时 5s。同时展示生活场景：③两台起重机搬运相同货物，甲起重机 1 分钟将货物运到 10 楼，乙起重机 3 分钟将货物运到 10 楼；④两名同学爬相同楼梯，甲同学 10 秒到达楼顶，乙同学 20 秒到达楼顶。
引导提问：“同学们，学生 A 和 B 提升钩码做的功相同（都克服钩码重力做功），但 A 用时更短；甲起重机和乙起重机搬运货物做的功相同，但甲用时更少。物理学中，如何描述‘做功快慢’的差异？我们把衡量做功快慢的物理量叫做什么？”
导入目标：通过做功快慢的对比场景，引发学生对 “功率” 的好奇，明确本节课核心 —— 理解功率的定义、计算公式及单位，掌握功率与功、时间的关系，能结合实例分析做功快慢，建立 “功与时间结合” 的功率认知。
二、知识点 1：功率的定义与物理意义
（一）功率的定义
物理学中，把单位时间内所做的功叫做功率（用符号 “P” 表示）。
关键词解析：
“单位时间”：指 1 秒、1 分钟、1 小时等标准时间单位，通常取国际单位 “秒（s）”；
“单位时间内的功”：功率本质是 “功与时间的比值”，反映做功的 “快慢”，而非 “多少”—— 做功多的物体，功率不一定大（若用时很长）；做功少的物体，功率也可能大（若用时极短）。
（二）功率的物理意义
功率是描述物体做功快慢的物理量：
功率越大，说明物体单位时间内做的功越多，做功越快；
功率越小，说明物体单位时间内做的功越少，做功越慢。
例：甲起重机功率为 1000W，乙起重机功率为 500W，说明甲起重机每秒做的功比乙多，搬运货物更快。
三、知识点 2：功率的计算公式与单位
（一）计算公式
基本公式：根据功率的定义，功率等于功与做功所用时间的比值，公式为：\( P = \frac{W}{t} \)
符号含义：\(P\)表示功率（单位：瓦特 W），\(W\)表示所做的功（单位：焦耳 J），\(t\)表示做功所用的时间（单位：秒 s）。
推导公式：结合机械功公式\(W = Fs\)，以及速度公式\(v = \frac{s}{t}\)（物体在力的方向上的速度），可推导出功率与力、速度的关系：
因\(W = Fs\)，代入\(P = \frac{W}{t}\)得：\(P = \frac{Fs}{t} = Fv\)（仅适用于 “物体在力的方向上做匀速直线运动” 的情况，此时速度\(v\)为恒定值）。
该公式表明：当功率\(P\)一定时，力\(F\)与速度\(v\)成反比（如汽车上坡时，需增大牵引力\(F\)，需减小速度\(v\)，否则功率会超过发动机额定功率）。
公式变形：
已知功率和时间，求功：\(W = Pt\)；
已知功率和功，求时间：\(t = \frac{W}{P}\)。
（二）单位
国际单位：功率的国际单位是 “瓦特”，简称 “瓦”，符号为 “W”。
1 瓦特的物理意义：物体在 1 秒内做的功为 1 焦耳，即 1W = 1J/s。
常用单位：实际应用中，常用 “千瓦（kW）” 和 “兆瓦（MW）” 作为功率单位，换算关系为：
1kW = 10 W，1MW = 10 W。
单位大小感知：
一只普通白炽灯的功率约为 40W（每秒做功 40J）；
家用空调的功率约为 1000W（1kW，每秒做功 1000J）；
中学生爬楼梯时的功率约为 300W（每秒做功 300J）；
大型拖拉机的功率约为 100kW（每秒做功 10 J）。
四、知识点 3：功率的计算实例
（一）基础计算（用\(P = \frac{W}{t}\)）
例 1：学生 A 用 20N 的力将质量为 1kg 的钩码（重力\(G = mg = 10N\)，因匀速提升，拉力\(F = G = 10N\)）提升到 1m 高的桌面，用时 2s，求学生 A 做功的功率。
步骤 1：计算所做的功\(W = Fs = 10N 1m = 10J\)；
步骤 2：计算功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{10J}{2s} = 5W\)。
例 2：一台起重机将重为 5000N 的货物匀速提升到 10m 高的楼顶，用时 50s，求起重机的功率。
步骤 1：计算起重机做的功\(W = Gh = 5000N 10m = 5 10 J\)（提升货物时，功等于克服重力做的功，\(s = h\)为提升高度）；
步骤 2：计算功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{5 10 J}{50s} = 1000W = 1kW\)。
（二）推导公式计算（用\(P = Fv\)）
例 3：一辆汽车在水平路面上匀速行驶，牵引力\(F = 500N\)，行驶速度\(v = 20m/s\)（约 72km/h），求汽车发动机的功率。
分析：汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，速度方向与牵引力方向一致，可用\(P = Fv\)计算；
解：\(P = Fv = 500N 20m/s = 10 W = 10kW\)。
五、知识点 4：功率与生活、科技的联系
（一）生活中的功率应用
家用电器的功率：
家用电器的铭牌上通常标注额定功率（正常工作时的功率），如 “220V 1000W” 的微波炉，表示其正常工作时每秒做功 1000J，加热速度比 “220V 500W” 的微波炉快；
选择电器时，需结合需求考虑功率：如快速加热食物选大功率微波炉，节能照明选小功率 LED 灯（功率约 10W，比 40W 白炽灯省电且亮度相当）。
人体的功率：
人在不同活动状态下的功率不同：静坐时功率约 100W（维持基础代谢），步行时约 300W，跑步时约 800W，举重时可达 1000W 以上；
运动员的功率是衡量运动能力的重要指标：如短跑运动员冲刺时功率可达 2000W，远高于普通人。
（二）科技与工业中的功率应用
交通工具的功率：
汽车、火车、飞机的发动机功率决定其动力性能：功率越大，加速越快，最高速度越高（如跑车发动机功率可达 500kW 以上，加速性能远超普通家用车）；
船舶的发动机功率通常以 “兆瓦（MW）” 为单位，大型货轮功率可达 10MW 以上，确保其在海上匀速航行。
工业设备的功率：
工厂中的机床、起重机、水泵等设备，功率越大，加工或搬运效率越高（如 10kW 的水泵比 5kW 的水泵每秒能输送更多的水）；
电力系统中，发电机的功率以 “兆瓦” 为单位，大型火电厂发电机功率可达 1000MW 以上，满足城市用电需求。
六、知识点 5：常见误区与纠正
（一）常见误区
误区 1：“做功越多，功率越大”—— 忽略了 “时间” 的影响（如甲做 1000J 的功用时 10s，功率 100W；乙做 2000J 的功用时 50s，功率 40W，乙做功多但功率小）；
误区 2：“功率越大，做功越多”—— 忽略了 “时间” 的影响（如 1000W 的起重机工作 1s 做功 1000J，500W 的起重机工作 3s 做功 1500J，功率小的反而做功多）；
误区 3：“\(P = Fv\)适用于所有情况”—— 错误地将推导公式泛化，该公式仅适用于 “物体在力的方向上做匀速直线运动”（速度恒定），非匀速运动时需用\(P = \frac{W}{t}\)计算平均功率；
误区 4：“功率单位‘瓦特’与‘焦耳’可以混用”—— 混淆了功率与功的单位，瓦特（W）是功率单位（J/s），焦耳（J）是功的单位，两者物理意义不同，不能混用。
（二）纠正方法
紧扣定义理解：牢记功率是 “单位时间内的功”，判断功率大小时，需同时考虑 “功” 和 “时间” 两个因素，不能只看单一量；
公式适用场景：明确\(P = \frac{W}{t}\)是通用公式（可计算平均功率），\(P = Fv\)是特殊公式（仅适用于匀速直线运动，计算瞬时功率）；
单位辨析：通过实例对比（如 “10W” 表示每秒做功 10J，“10J” 表示做功的总量），明确功率与功的单位差异。
七、课堂小结
功率的定义：单位时间内所做的功，是描述做功快慢的物理量；
计算公式：基本公式\(P = \frac{W}{t}\)，推导公式\(P = Fv\)（匀速直线运动适用）；
单位：国际单位瓦特（W），常用单位千瓦（kW）、兆瓦（MW），1W = 1J/s；
核心关系：功率与功成正比，与时间成反比；匀速运动时，功率与力、速度成正比（\(P = Fv\)）。
八、课堂练习
（一）基础题
关于功率，下列说法正确的是（ ）
A. 做功越多，功率越大
B. 做功时间越短，功率越大
C. 单位时间内做的功越多，功率越大
D. 功率越大，做功越多
（答案：C，解析：A 忽略时间，B 忽略功，D 忽略时间，功率是单位时间内的功，C 正确）
某同学用 100N 的力将一个重 50N 的物体在水平地面上匀速推动了 4m，用时 10s，该同学做功的功率为（ ）
A. 20W B. 40W C. 50W D. 100W
（答案：B，解析：①推力做功\(W = Fs = 100N 4m = 400J\)；②功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{400J}{10s} = 40W\)，B 正确）
（二）提升题
一台功率为 2kW 的水泵，1 分钟内可将多少千克的水从地面提升到 10m 高的水箱中（\(g = 10N/kg\)）？
（答案：①先计算水泵 1 分钟做的功\(W = Pt = 2 10 W 60s = 1.2 10 J\)；②水泵做的功等于克服水重力做的功，即\(W = Gh = mgh\)；③变形得水的质量\(m = \frac{W}{gh} = \frac{1.2 10 J}{10N/kg 10m} = 1200kg\)）
汽车在水平路面上匀速行驶时，发动机功率为 60kW，行驶速度为 30m/s，求汽车受到的牵引力；若汽车上坡时需要增大牵引力至 4000N，此时汽车的行驶速度为多少（不考虑额外阻力）？
（答案：①匀速行驶时，\(P = Fv\)，牵引力\(F = \frac{P}{v} = \frac{60 10 W}{30m/s} = 2000N\)；②上坡时功率不变（发动机额定功率），牵引力\(F' = 4000N\)，此时速度\(v' = \frac{P}{F'} = \frac{60 10 W}{4000N} = 15m/s\)）
九、课后作业
实践作业：
家庭小实验：①用弹簧测力计测量一个苹果的重力（约 1N），将其从桌面提升到 1m 高的位置，记录用时（如 2s），计算自己做功的功率（\(W = Gh = 1J\)，\(P = \frac{W}{t} = 0.5W\)）；②观察家中 3 个家用电器的铭牌（如微波炉、电灯、空调），记录其额定功率，比较它们的做功快慢，思考 “为什么大功率电器使用时更费电”（相同时间内做功多，消耗电能多）。
生活估算：估算自己爬楼梯的功率 —— 测量楼梯高度（如一层 3m），记录爬一层楼梯的时间（如 5s），估算自身质量（如 50kg，重力\(G = 500N\)），计算功率（\(W = Gh = 1500J\)，\(P = \frac{W}{t} = 300W\)）。
书面作业：完成课本对应练习题，重点练习 “功率的计算（\(P = \frac{W}{t}\)和\(P = Fv\)）”“功率与功、时间的关系分析”“生活实例应用” 相关题目，巩固本节课知识点，理解功率在实际生活中的意义，为后续学习 “机械效率” 做好准备。
沪科版2024版物理八年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
10.2功率
第十章 功与机械能
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
甲
乙
他们都从底爬到顶楼，
(1)克服各自重力做功哪个大？
(2)哪个做功快？
(3)怎样比较做功快慢？
1.做功相同时，比较______。
起重机做功快。
（控制变量法）
时间
2.相同时间内，比较____________。
做功多少
（控制变量法）
3. 做功多少不同，做功时间不同，比较_____________________。
功和时间的比值
1.定义：
2.物理意义：
3.定义式：
功与做功时间之比叫做功率。
表示物体做功快慢。
推导式：
F与v同向（或反向）时，P=____。
4.物体以速度v做匀速直线运动，
（单位时间内完成的功）
5.单位：
(1)国际单位：瓦特 ，符号 W，
(2)常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
(3)换算关系：
表示：
物体在1s内做功1J，功率是1W
1kW=103W；
1MW=103 k W
1.2kW表示___________________________等于__________W。
表示物体在1s内做功1200J
=106W
昆虫:约2×10 -5 W
慢跑:
约几十瓦
骑车:
约70 W
百米飞人:
功率可达1 kW
5.单位：
电力机车:
可达5 000 kW
内燃机车:
可达5 000 kW
轿车:
可达200 kW
远洋货轮:
达104 kW
5.单位：
(只适用于F与v在同一条直线上)
1.计算公式：
(适用于所有情形)
2.说明：
(1)统一为国际单位。
小明想买一台离心式水泵，把水抽到高出水面30m处容积是50m3的储水池中，要求50min能把储水池充满即可。他应该购买功率至少是多少kW的水泵。（g=10N/kg)
例
题
(2)对应性：
2.说明：
P、W、t、F、v对应于同一个力，同一做功过程。
=_______=___________
A
B
C
=_______=___________
=____________=____________
A
B
C
(2)对应性：
2.说明：
P、W、t、F、v对应于同一个力，同一做功过程。
起重机将一密度为2.5×103 kg / m3、质量为6 t的大石头从水中0.5m/s匀速吊出水面，求：
（1）石头出水前，拉力的功率和浮力的功率。
（2）出水后拉力的功率 。
例
题
(2)对应性：
2.说明：
P、W、t、F、v对应于同一个力，同一做功过程。
1星题 知识过关
做功快慢的比较
1.[2024·福州期末] 如图，大人和小孩分别
将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个
过程中，下列说法正确的是( )
D
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
2.我们可以用两种方法来比较物体做功的
快慢。如图是挖掘机和工人同时开始工作
到某时刻的情形，你认为____方式做功较
甲
功
快，理由是相同时间内该种方式做的功多；另一种方法是做
相同的____，比较做功时间的多少。
3.甲机器上标有“ ”字样，表明的物理意义是__________
______________；乙机器上标有“ ”字样,甲、乙两机器
正常工作时,甲做功______比乙快，甲做功______比乙少。
(后两空均填“一定”“可能”或“不可能”)
甲机器每秒钟做功
一定
可能
生产生活中的功率
4.[2024·江西中考] 如图所示，物块在大小
为的拉力作用下，在时间 内沿拉力方向
移动的距离为 ，则此过程中拉力对物块做的功为____，功
率为___。(均用题中所给字母表示)
5.[2024·上海中考改编] 塔吊吊起物体，使物体在竖直方向匀
速上升，若钢丝绳对物体的拉力为 ，物体运动的
距离为，物体上升的这段时间共花费 ，则拉力做的
功为__________，功率为_________。
6.[2024·郑州月考] 某工地一台 的推土机，在平直的地面
上匀速行驶 ，若推土机匀速行驶时发动机的功率为
，发动机做的功是多少？取
解：由 可得，发动机做的功
。
2星题 情境应用
7.甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛，他们
做的功与时间 的关系如图所示。若规定做功最
快的获胜，则最后胜出的一定是( )
A
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
8.如图所示是“最速降线”简化结构示意图，
现将、 两个完全相同的球同时分别从直
轨道和弧形轨道的起点由静止释放，结果
D
A. B. C. D.
弧形轨道上的球先到达终点。在、 两球从起点到终点的
过程中重力做功分别为和，重力做功的功率分别为
和 。则下列判断正确的是( )
9.汽车驶上陡坡时，驾驶员通常要进行调换挡位操作，以减
小汽车的行驶速度，这样做的根本目的是( )
D
A.省力 B.减小额外功 C.增大摩擦 D.增大牵引力
10.[2024·漳州月考] 一位体重为 的同学在跳绳测试
中，跳180次，每次腾空的高度平均为 ，则他在
跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是( )
A
A. B.
C. D.
11.小明与小丽进行爬山比赛，他们都从平顶山山脚下爬到山
顶。小明的体重是小丽体重的2倍，小明所用的时间是小丽
所用时间的3倍。若小明做功为，功率为 ，小丽做功为
，功率为，则_____， _____。
12.小明利用生活中的测量工具，设计了一种测量自己上楼功
率的方案。请替他补充未完成的步骤。(需要测量的物理量
用相应的字母表示)
(1)__________________________。
用体重秤测出自身的质量
(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度 。
(3)____________________________。
(4)上楼功率的表达式：_ ____。( 值用该字母表示即可)
用手表测量出上楼所用的时间
功率
比较做功快慢
相同时间比较做功多少。
物理意义：
表示物体做功快慢的物理量
功率的计算
功率
做相同的功比较做功时间。
定义：
单位：
功与做功时间之比叫做功率。
瓦特
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

展开更多......

收起↑