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(共38张PPT)
第十一章 机械与功
第3节 功和功率
第2课时 功率 功的原理
1.通过实例使学生认识到做功有快慢，通过与速度类比寻找到比较做功快慢的方法。（素养）
2.知道功率表示的物理意义，了解功率的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。（重点）
3.能应用功率公式进行简单的计算。（难点）
1）作用在物体上的力。
2）物体在力的方向上移动一段距离。
1、做功的两个必要因素：
F×
S
W
=
2、公式：
思考：把同样多的砖运送到二楼，这两种方法做的功一样多吗？他们的区别是什么？
问:对砖做的功哪种方法多
G, h都相等, 所以W 相同
问:两种方法有何不同
做功快慢不相同, 起重机快, 人搬慢
h
做功相同, 但有快慢问题。怎样比较他们做功快慢呢？
如何比较运动的快慢
如何比较做功的快慢
法一:相同时间比路程
法二:相同路程比时间
法一:相同时间比做功
法二:相同的功比时间
要比较不同物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素。
因此，我们可以用单位时间内所做的功的多少来表示做功的快慢。
①物体做功的大小；
②物体做功所用的时间。
怎样比较他们做功快慢呢？
在物理学中，为了表示做功的快慢，我们引入了功率的概念。
1.功率的定义：功与完成这些功所用时间之比叫做功率。
t
P
W
=
t
P
W
=
t
W
P
=
2.公式:
变形公式：
注：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。
3.功率的单位
在国际单位制中，功率的单位是：焦耳每秒(J/s) 。它是由功的单位—焦耳和时间的单位—秒组合而成的。它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号是W。
1kW ＝1000W 1 MW＝106W
1W＝1J/s
常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。
姓 名:詹姆斯·瓦特
国 籍:英国
出生年代:1736
成就：蒸汽机
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
1736 - 1819
信息窗
一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。
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
李明和马龙想比一比谁上楼的功率大。需要测量哪些物理量？需要用到哪些测量仪器？应该怎样测量？
动脑筋，想一想
一架起重机在5min内把60000N的重物匀速举高25m，它的功率是多少kw？
解: W=Fs=60000NX25m=1.5×106J
P=W/t=1500000J/300S=5000W=5KW
答：起重机的功率是5KW.
请把这一块重为100N的物体搬运到1m处的地方,
你可以采取哪些方法或者使用哪些机械？
使用机械时，人们所做的功会不会省一些呢？
思考
用力F直接将重为G的物体匀速提升h m，
F 对物体做功 w ＝
Gh
人利用杠杆将物体匀速提升h m拉力 F 做的功
动力臂为阻力臂的三倍的省力杠杆
1
W = W1
h
3h
G
G
功的原理
使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械所做的功，也就是使用任何机械都不能省功．
不省功的原因是什么？
因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力×距离，所以不能省功。
斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,小媛和小秋分别用如图所示的甲、乙两种方法,将相同的物体拉到斜面顶端,下列说法中正确的是 (　 　)
A.甲方法可以省力,但不能省功
B.甲方法可以省力,也能省功
C.乙方法不可以省力,但能省功
D.乙方法可以省力,也能省功
A
知识点1 功率
基础通关
1.关于功率概念的理解,下列说法正确的是(　　)
A.功率大的机械做的功多
B.功率大的机械做功时用的时间少
C.单位时间内做的功越多,则功率越大
D.省力多的机械功率大
C
3
2
1
4
5
6
2. 功率是用来表示 的物理量。某万吨远洋货轮的功率是2×104 kW,这表明该货轮每秒内要做 J的功。
做功快慢
3
2
1
4
5
6
2×107
3.如果不考虑摩擦,使用简单机械(　　)
A.一定缩短力作用的距离
B.一定改变力作用的方向
C.一定不能省功
D.一定省力
C
知识点2 功的原理
3
2
1
4
5
6
知识点4 功率的计算
4.在水平地面上,小明在10 s内用50 N 的力沿水平方向拉着重为100 N 的小车前进了5 m,则小明对小车做功的功率是(　　)
A. 25 W　B. 50 W　C. 250 W　D. 500 W
A
3
2
1
4
5
6
5.小刚同学家在五楼,某天放学后,他从一楼跑到五楼共用了20 s。若小明和书包的总重为500 N,每层楼的高度为3 m,则他上楼时所做的功为 J,功率为 W。
6 000
300
3
2
1
4
5
6
知识点4 P=Fv的应用
6.我国“泰山”号桥式起重机的额定起重量达到2万吨。当该起重机吊着1.5万吨的重物,以0.2 m/s 的速度匀速直线上升时,起重机对重物做功的功率是多少 (g=10 N/kg)
解:该重物的重力G=mg=1.5×104×103 kg×10 N/kg=1.5×108 N,因为重物匀速上升时,重物受到的拉力和重力是一对平衡力,大小相等,即F=G=1.5×108 N,则起重机对重物做功的功率P===Fv=1.5×108 N×0.2 m/s=3×107 W。
3
2
1
4
5
6
7.甲、乙两辆功率相等的汽车,如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2∶1,那么(　　)
A.它们的牵引力之比为1∶2
B.它们的牵引力之比为2∶1
C.它们做的功之比为1∶2
D.它们做的功之比为2∶1
A
能力突破
10
9
8
11
7
12
14
13
8.【2023·长沙】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(　　)
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
D
10
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8
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13
9.甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t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.甲 B.乙 C.丙 D.丁
A
10
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8
11
7
12
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13
10.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.在第一个2 s内木箱所受摩擦力为2 N
B.在第二个2 s内木箱所受摩擦力为3 N
C.在第一个2 s内推力F对木箱所做的功为2 J
D.在第三个2 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
D
10
9
8
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7
12
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13
11.如图所示,用两个相同滑轮组成的滑轮组匀速提升物体时,绳子自由端的拉力F为 20 N,物体运动的速度为0.1 m/s,每个滑轮重10 N,忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是(　　)
A.绳子自由端移动的速度为0.3 m/s
B.物体的重力为40 N
C.物体所受重力做功的功率为4 W
D.拉力F的功率为2 W
A
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12
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13
12.【2023·邯郸凌云中学一模】质量是10 kg的物体A放在水平桌面上,小云利用如图所示的装置匀速拉动绳子自由端并在10 s内做了60 J的功,物体A运动速度为0.5 m/s,下列判断正确的是( )
A.绳子自由端移动5 m
B.绳子自由端移动速度为1.5 m/s
C.作用在绳子自由端的拉力F为12 N
D.绳子自由端拉力的功率为6 W
D
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8
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7
12
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13
13. 如图所示,用F=10 N的水平拉力,使重为100 N的物体A沿水平方向在1 s内匀速直线运动了0.5 m,若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计,则物体受到地面的摩擦力为 N,拉力F的功率为 W。
20
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7
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10
14. 电动自行车轻便、安全、无污染,很受人们喜爱。某同学在双休日骑电动自行车到海滨、连岛观光,途经全长 7 000 m、被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大堤。若电动自行车以5 m/s 的速度匀速行驶,电动自行车牵引力的功率为 150 W,则该同学骑电动自行车通过大堤全程需 min(结果保留1位小数);电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功为 J;电动自行车的牵引力是 N。
23.3
10
9
8
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7
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2.1×105
30
15.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的直线①②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2。则F1 F2、P1 P2。(均选填“<”“=”或“>”)
素养达标
16
15
=
＞
16. 如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N,握拳时手臂的长度为0.6 m,完成4次引体向上所用的时间为10 s。求:
(1)小明完成1次引体向上所做的功。
解：做引体向上时需要克服重力做功,已知小明体重G=500 N,每次上升距离h=0.6 m,则小明完成一次引体向上做的功W=Gh=500 N×0.6 m=300 J。
16
15
(2)10 s内小明做引体向上的功率。
解：小明10 s内做的总功W总=4×300 J=1 200 J,小明做功的功率P===120 W。
16
15
功率表示做功的快慢。
功与完成这些功所用时间之比叫做功率
公式
功的原理：使用任何机械都不省功
t
W
P
=
作业：完成教材相关练习题。
谢 谢，同学们再见！

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