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第4节 功率
第十一章 简单机械和功
苏科版（2024）九年级上册同步备课
1.知道比较做功的快慢的方法。
2.功率的概念、表示、公式、单位及其换算。
3.学会利用功率的公式进行计算。
（1）事例
小明的教室在五楼，通常上楼需要1.5min，有一次他快速跑步上楼只用了40s。
想一想：
①小明在两种情况下，做的功是否相同？
②小明在两种情况下，做功的快慢是否相同？
分析：
小明上楼前后两次升高的高度h相同，因为重力相等，根据W=Fs=Gh可知，做功相等。
由于两次上楼所用时间不等，所以做功的快慢不同。
（2）欣赏视频：做功的快慢
总结：力做功不但有多少之分，而且还有快慢之分。怎样比较做功的快慢呢？
1. 复习——对物体做功有两个必要条件： 一是对物体有力的作用；二是物体在力的方向上通过一定的距离。
物体在力的方向上移动的距离
2. 如右图所示，我们进一步理解做功有两个必要条件，以及“人对物体做功”的实质。
力
物体
施力物体
人
人对物体做功
作用于
在力的方向上通过一定距离
知识点一：比较做功的快慢
3.人克服重力做功
重力
人
施力物体
地球
作用于
在竖直向下方向上通过一定距离
以情景引入中的小明爬楼为例进行分析：
①如上图所示，是分析重力做功的过程。
②重力做功，人是竖直向下通过一定距离的；但是人消耗身体内的化学能，使自己竖直向上通过一定距离，把这个过程称为人克服重力做功。
如图所示，①在相同时间内，起重机运送的砖比人运送的多，说明起重机做的功比人做的功多；②起重机和人运送同样数量的砖，做相同的功，起重机所用时间短。以上两种情形都表明相对于人，起重机做功更快。
在相同时间内，起重机比人做功多
做相同的功，起重机比人所用时间少
比较做功的快慢
比较做功快慢的方法
做功相同时，比较所使用的时间的多少。
时间相同时，比较做功的多少。
做功和时间都不相同，如何比较呢？
比较运动快慢的方法
路程相同时，比较所使用的时间的多少。
时间相同时，比较路程的多少。
路程和时间都不相同，如何比较呢？
选取时间为标准进行比较
v＝
s
t
所做的功
时间
我们曾用单位时间内通过的路程来表示物体运动的快慢，与之类似， 我们也可以用单位时间内做的功来表示做功的快慢。
1. 功率的定义：物理学中，将功与做功所用时间的比，叫作功率，
用 P 表示。它的大小等于单位时间内所做的功。
2.公式:若用P 表示功率、 W表示功 、t 表示时间， 则功率的公式可写成
知识点二：功率
3.单位:
在国际单位制中，功的单位是焦（J），时间的单位是秒（s），则功率的单位是焦 / 秒（J/s）。 为了纪念英国发明家、工程师瓦特在改进蒸汽机方面所作的重要贡献， 我们把焦/ 秒（J/s）叫做瓦特，简称瓦，符号是W；1W=1J/s 。
常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW):
1kW=103W，1MW=103kW
瓦特(James Watt,1736 —
1819),英国发明家
观察下图，了解一些功率值。
(a) 人骑自行车时的功率通常为50～100 W
(b) 轿车发动机的功率约为100kW
(c) 汽车起重机的功率约为200kW
(d) “和谐号”动车组的功率为5~23 MW
t
W
1.P
=
①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。
②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。
W——某个力做的功——焦耳（J）
t——做这些功所用的时间——秒（s）
P——这个力做功的功率—瓦特（W）或焦耳每秒（J/s）
W=Pt
t=
W
P
知识点三：功率的计算
例题：用100N 的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，5s 内小车前进了10m ，则在这段时间内：
(1)推力做功是多少？
(2)推力的功率是多大？
解：（1）推力做功为W = Fs = 100N× 10m = 1000J
（2）推力的功率为
练一练
t
W
P
=
1000J
5s
200W
=
=
2. 功率的推导式：
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：
P=FV
F表示物体受的力，v表示物体的运动速度。
适用条件：物体做匀速直线运动，F与v在同一条直线上。
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？
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。
分析：机车发动机的功率是一定的，牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大。
思考
猜一猜
同组同学中，谁上楼时的功率大 你猜测时考虑了哪些因素
想一想
1.如何比较同学上楼时的功率 可以有哪些不同的方案
2.如果要估测功率的大小，需要测量哪些物理量 用什么工具测量
1.相互合作进行实际测量，将实验数据记录在自己设计的表格中。再利用 同样的方法测量并记录每一位同学上楼时的实验数据。
2. 根据实验数据计算功率值，感受人上楼时功率的大小。
做一做
活动：估测上楼时的功率
分析：由P=W/t可知，要测量功率，必须测量上楼所做的功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，如何测量出上楼的功率？
(4)用公式P= = 求出人上楼的功率P。
W
t
mgh
t
实验器材：
体重计，皮尺，秒表。
实验步骤：
(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。
（5）用同样的方法测量并设计的表格记录每一位同学上楼时的实验数据。
m/kg h/m t/s P/W
同学1
同学2
同学3
同学4
同学5
......
实验数据：
做功相同时，比较使用时间的多少
时间相同时，比较做功的多少
功率
比较做功的快慢
功率
估测上楼时的功率
定义
公式
单位及其换算
常见的一些功率值
功率的计算
1. 采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做_________。这种方法，实质上还是用_______________（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。
功率
时间相同比较功
2. 如图所示，小明用200N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上10s前进了4m，松手后，木箱又向前自由滑行了1m后静止。整个过程中，木箱的重力做功_____J，小明对木箱做功_______J，功率是_________W。
800
0
80
3. 如图所示，用大小相同的力F，使质量不同的两物体沿力的方向移动相同的距离s，所用的时间相同，则两次所用的力对物体所做的功和功率（　　）
A．图甲做的功较多
B．图乙做的功较多
C．甲、乙的功率一样大
D．图甲的功率一定比图乙大
C
4. 建筑工地上，水泥板质量为0.5t，起重机在10s内把它匀速提升到4m的高度，起重机提升重物的功率是多少？ （ g取10 N/kg ）
③起重机提升水泥板的功率是
P=W/t=2×104J/10s=2×103W
①起重机的拉力与物体所受的重力是平衡力，大小相等
F =G=mg= 0.5×1000kg×10N/kg = 5×103N
②物体在拉力的方向上移动的距离s=4m
所以起重机所做的功是W=Fs = 5×103N×4m=2×104J

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