资源简介

(共47张PPT)
第2课 功率
第十一章 功和机械能
01
02
03
新课导入
课堂讲解
课堂总结
04
归类练习
知识回顾
二、功的大小
力学中规定：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功＝力×距离
W = Fs
三、功的公式
一、力对物体做功的两个必要因素
一是有力作用在物体上；二是物体在这个力的方向上移动了距离。
人的推力的功：W = Fs
重力G
h
人爬楼梯，要克服自己的重力做功，功的大小等于人的重力G乘以楼梯的竖直高度h。W=Gh
新课导入
提出问题
1.建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，无论是人工搬运还是用起重机搬运，我们对砖块做的功是相同的。然而，人工搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，几分钟就可以完成。看来做功有快慢之分。
提出问题
2.建筑大楼时需要先挖地槽, 挖土就得对土做功,如果用挖土机来做,一幢大楼的地槽用不了几天就能挖完。而如果一个人挖,恐怕一年也挖不完一幢大楼的地槽。这也体现了做功有快慢之分。
做功有快有慢，如何表示做功的快慢？今天我们就学习 “功率”。
01
比较做功的快慢
02
功率
03
动手动脑学物理
比较做功的快慢
比较做功快慢的方法
1.做功相同，比较时间
一、如图所示，人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
做一样多的功（运送相同货物），所用时间不同。做相同的功花费的时间越少，做功越快。
质量相同的两名学生，上升高度相同做相同的功，用时短的，做功快
比较做功快慢的方法
2.在相同时间内，比较做功大小
二、如图所示，人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
在相同的时间内，做功多少不一样。做功多的，做功快。起重机做功多，所以起重机做功快。
相等的时间，做功多的，做功快
比较做功快慢的方法
2.在相同时间内，比较做功大小
三、做功多少和做功时间都不相同时，如何比较做功快慢呢？
做功多少和做功时间都不相同时，如何比较做功快慢呢？
例如：甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
甲、乙、丙做功分别是多少？
甲、乙、丙做功谁最快？
应选取同一标准进行比较。
比较做功快慢的方法
2.在相同时间内，比较做功大小
三、做功多少和做功时间都不相同时，如何比较做功快慢呢？
600
450
600
60
30
22.5
选取时间为标准进行比较
用功与做功时间的比来表示物体做功的快慢。
(J/min)
所做的功
做功时间
所做的功
做功时间
比较做功快慢的方法
视频小结1
比较做功快慢的方法
动画小结2
随讲随练
1.如图所示，大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是（ ）。
A．大人与小孩做功相同，两人做功快慢相同；
B．大人与小孩做功相同，小孩做功快；
C．大人比小孩做功多，大人做功快；
D．大人比小孩做功多，小孩做功快
【解析】
图中两人爬相同的楼梯，两人升高的高度相同，但由于大人的重力大于小孩的重力，根据W=Fs=Gh可知，大人比小孩做的功多。
因为两人所用时间t相同，则大人做功快。
C　
功率的计算
功率
1.功率的概念
一、功率的物理意义
在物理学中，表示物体做功快慢的物理量。功率越大，不是物体做功越快；功率越小，不是物体做功越慢。
二、功率的定义
功与做功时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。
★特别提醒
做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。
功率
1.功率的概念
三、功率的公式
四、单位
——功——焦耳（）
——时间——秒（）
——功率——瓦特（）
1W：1s做功1J，功率就是1W。
国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
换算关系： 1 kW=103 W 1MW=106W
功率=
所做的功
做功时间
功率
1.功率的概念
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
瓦特 James Watt
英国 1736—1819年
小资料
功率
1.功率的概念
五、功率相关计算
2.变形公式：
利用变形公式：W=Pt 求物体的功，
1.利用公式可以计算物体做功的功率
利用变形公式：t=W/P 求物体做功时间。
使用公式时，一定要注意三个量的对应关系，功W一定是对应的时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。
注意：由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ，即在时间t内的平均功率。
功率
2.常见物体的功率
例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
【解析】因为起重机匀速，大石头的拉力与大石头所受的重力相等，
即 F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离 s =1m
拉力做的功是：W = Fs = 6×104N ×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
功率
2.常见物体的功率
型号：5C11
流量：52m3 /h
吸程：10m
功率：1.2kW
功率1.2kW表示什么物理意义？
表示物体在1s内做功1200J。
抽水机
一般机器上的铭牌上面标有一些数据，功率是其中的一项。选购机器时，要根据实际需要选择功率合适的机器。
功率
2.常见物体的功率
骑车功率约70 W
人跑步的功率可达1kW
轿车的功率约可达200 kW
万吨轮船的功率可达1万kW
鲸游动时功率可达350kW
生活中常见的一些功率
功率
3.功与功率的区别
物理量 定义 物理意义 公式 单位
功W
功率P
J（焦）
W（瓦）
W=Fs
P=W/t
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
功与做功所用时间之比叫做功率
表示做功
的快慢
表示力的“成效”
功率
提出问题
为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？ 为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般比空载时小得多？
分析：机车发动机的最大功率是一定的。由P=Fv可知，牵引力的大小和运动速度成反比。汽车上坡时，需要增大牵引力，所以要减小速度。
同样一辆机动车，在满载时需要的牵引力增大，则应该减小车辆的速度。
由P=Fv可知，当功率P一定时，速度v越小，力F越大；当力F一定时，功率P越大，速度v越大；当速度v一定时，功率P越大，力F越大。
随讲随练
1.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（ ）。
A．两次物体运动的速度：v1B．0~6s两次拉力对物体所做的功：W1=W2；
C．两次物体所受的拉力：F1>F2；
D．0~6s两次拉力对物体做功的功率：P1>P2
随讲随练
【解析】A．由图像可知，当t=8s时，s1=0.8m，s2=0.4m，根据v=s/t可得v1=0.1m/s，v2=0.05m/s，v1>v2，故A错误；
B．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，由图可知，0~6s第一次运动距离s1=0.6m，第二次运动距离s2=0.3m，所以
W1=F1s1=0.6F1，W2=F2s2=0.3F2
所以W1>W2，故B错误；
C．两物体做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，又因为是同一物体、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故两次的拉力F1=F2，故C错误；
D．第一次做功功率
第二次做功功率
又因为F1=F2，所以P1>P2，故D正确。故选D。
随讲随练
2.（2022·安徽省）在一次跳伞表演中，运动员在5s的时间内竖直向下匀速降落了30m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1000N，求这个整体在该过程中：
（1）所受阻力的大小；
（2）所受重力做功的功率。
【解析】（1）有题可知，运动员在做匀速直线运动，故受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻力为f=G=1000N；
（2）重力做的功为
所受重力做功的功率为
答：（1）所受阻力的大小1000N；（2）所受重力做功的功率为6000W。
功率
3.功率的测量
分析：由P=W/t可知，要测量功率，必须测量爬楼梯所做的功W和所用的时间t。
要测自已上楼的功，根据功的公式W=Gh，需要知道体重G和楼的高度h，需要测出自己的质量m、楼层的高度h。
设计实验，如何测量出你爬楼梯的功率？
思考：1.测量功率的公式？
2.指出应测量的物理量？3.应选择的测量工具？
提出问题
功率
3.功率的测量
体重计，皮尺，秒表。
实验器材
实验步骤
G=mg
(1)用体重计测出自己的质量m，求出自己的重力G。
(2)用皮尺测出所登楼层的高度h。
(3)用秒表测出自己上楼所用的时间t。
(4)用公式P= = 求出人上楼的功率P。
W
t
mgh
t
动手动脑学物理
生活中利用浮力
1. 甲乙二人同时开始登山，甲先到达山顶。你能判断那个功率大吗？为什么
【解析】
由题意可知甲登山所用的时间较短，但不知道甲、乙两人的质量，因此无法比较两人登山时所做的功的大小，无法判定哪个人登山的功率大。
所以，做功多不一定功率大，时间短，也不一定功率大。
生活中利用浮力
2. 某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为1.2t，在10s内从楼的2层上升到5层。如果每层楼高3m，升降机电动机的功率至少是多大
【解析】
G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
h=3×3m=9m
W=Gh=1.2×104N ×9m=1.1×105J
P= 1.1×104W
生活中利用浮力
3. 功率是25kW的拖拉机，它4h做的功如果由功率是0.4kW耕牛去完成，需要多长时间
【解析】
W=P机t机= 2.5×104W ×4 × 3600s=3.6×108J
t= 9×105s =250h
生活中利用浮力
4. 一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW，速度为80km/h。汽车行驶2h，发动机做的功是多少 卡车的牵引力是多大
【解析】
W=Pt= 2.02×105W×2×3600s=1.45×109J
s=vt= ×2× 3600s=1.6×105m
F= 9.1×103N
思维导图
课堂总结
类型1:比较做功快慢的方法
甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（ ）。
A.甲做的功比乙做的功多； B.甲做功比乙做功快；
C.甲做功所用的时间比乙的少； D.以上说法都不对
归类练习
类型1:比较做功快慢的方法
【解析】功率表示物体做功的快慢，功率大，做功就快；功率小，做功就慢，选项B是正确的。
根据W=Pt，只知道功率的大小而时间的大小不确定，无法确定做功的多少。同样根据t=W/P，只知道功率的大小而功的大小不确定，也无法确定做功所用时间的长短，因此，选项A、C、D是错误的。
故选B。
类型2:对功率计算公式的理解
判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）物体做的功多，功率一定大。（ ）
（2）物体做功时间短，功率一定大。（ ）
（3）物体做功多，需要的时间不一定多。（ ）
类型2:对功率计算公式的理解
【解析】根据P=W/t可得，功率的大小是由功和时间的大小共同反映的，只根据功或时间的大小不能确定功率的大小，所以说法（1）、（2）是错误的。
把P=W/t变形得t=W/P，对同一机械来说，它的功率一定，做的功多，当然所用的时间就长；但对于不同机械来说，它们的功率不同，做的功多所用时间就不一定多，所以说法（3）是正确的。
答案：（1）× （2）× （3）√。
类型3:功率的估算
初三物理兴趣小组的同学在学习了功率的知识后，想估测某同学上楼的功率有多大，已知该同学从一楼上到三楼用了10s，则他上楼的功率大约是（ ）。
A.3 W B.30 W C. 300 W D. 3 000 W
类型3:功率的估算
【解析】根据P=W/t、W=Gh、G=mg可得，该题估测的物理量是质量和一层楼的高度。
一般初三学生的体重介于40—70 kg，一层楼的高度为3 m左右，所以，上楼的功率介于240—420 W之间，因此，正确答案为C。
该题注意估测的值不能跟实际值偏差太大，偏差太大就是错误。还有就是从一楼上到三楼是两层楼的高度，不是三层楼的高度，这也是错选其他选项的原因。
类型4:功率大小的比较
平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（ ）。
A.牵引力做功之比为2∶3； B.牵引力做功之比为3∶2；
C.牵引力的功率之比为1∶1； D.汽车所受的阻力之比为3∶2
类型4:功率大小的比较
【解析】平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，由W = Fs可知，路程之比为3∶3，它们所做的功之比为3∶2。因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力之比为1∶1。
由P =W/ t可知，牵引力的功率之比为3∶2。
故选B。
类型5:功率的计算
某工人在水平地面上，用100N水平推力以0．5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m,该过程中工人所做的功是 J，水平推力的功率是 W。
【解析】工人计算人所做的功利用公式
水平推力的功率
或者先计算物体运动的时间
再利用P=W/t计算功率。
【答案】1000；50。
类型6:推导公式P=Fv的应用
一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。求∶
(1)在0~10s内汽车的平均速度；
(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率；
(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
类型6:推导公式P=Fv的应用
【解析】(1)由题知，在0~10s内汽车通过的路程s=80m，则在0~10s内汽车的平均速度：
(2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N
汽车行驶时的功率为：
(3)因为汽车的功率不变，所以在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功
答：(1)在0~10s内汽车的平均速度为8m/s；(2)汽车行驶时的功率为6×104W；(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是5×105J。
完成教材上的课后习题

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