11.4 功率（教学课件）-【上好课】九年级物理上册同步高效课堂（苏科版）

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 上册 义务教育教科书 第十一章 简单机械和功 从我们吃饭用的筷子 到航天器使用的机械臂 机械已深入到人类生活的方方面面 无论多么复杂的机械都是由简单机械组成的 我们在叹服于机械的神奇和人类伟大智慧的同时 不禁产生许多遐想…… 这些机械是依据什么原理工作的呢？ 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约130MB. 本ppt共有51张、3段视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 ①视频讲解——《做功的快慢》 ②视频讲解——《测量引体向上的功率》 ③课堂总结——《功率》 免责 声明 ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 导入新课 （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。 导入新课 第四节 功率 （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？ 学习目标 1 理解功率的概念。 2 知道功率的公式、单位，会用功率的公式解题。 3 3 能自己设计实验测量功率。 第四节 功率 实践与练习 03 学习新课 01 课堂总结 02 综合提升训练 04 目录导航 第四节 功率 01 学习新课 第四节 功率 知识一 比较做功的快慢 1. 探究不同机械做功的快慢 （1）如图所示，人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？ 因为人与起重机做功相同，起重机所用时间少，所以做功快。 （2）如图所示，人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？ 因为做功时间相同，起重机做功多，所以起重机做功快。 知识一 比较做功的快慢 （3）若时间和功都不相同，怎样比较做功的快慢呢? 知识一 比较做功的快慢 下图中是三个人做功的情景，怎样比较他们做功的快慢呢? 人 所做的功（J） 所用时间（s） 甲推货物 800 10 乙爬楼梯 1500 10 丙提木箱 6000 30 乙 丙 甲 知识一 比较做功的快慢 物体 所做的功（J） 所用时间（s） 甲推货物 800 10 乙爬楼梯 1500 10 丙提木箱 6000 30 功/时间（J/s） 80 150 200 比较方法：分别计算三位同学所做的功和所用时间的比值，该比值越大，做功越快。 所以丙同学做功最快，甲同学做功最慢。 结论：用 可以比较做功的快慢。 知识一 比较做功的快慢 （1）时间相同，比较物体做功的多少，做功多的做功快。 （2）做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快。 （3）功与时间都不相同，用可以比较做功的快慢。 该比值越大，做功越快。 2. 总结：比较做功快慢的方法 知识一 比较做功的快慢 一个老人和一个小孩一起爬相同的楼梯，做功相同吗？做功的快慢相同吗？ （4）想想议议 【分析】 图中两人爬相同的楼梯，两人升高的高度相同，但由于两人的重力不同，根据W=Fs=Gh可知，两人做功不相同，老人比小孩做的功多； 由于两人上楼所用的时间不确定，所以他们做功的快慢可能相同，也可能不相同。 知识一 比较做功的快慢 【例题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 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 所以选C. 知识一 比较做功的快慢 知识二 功率 （1）物理意义：表示做功快慢的物理量。 （2）定义 功与做功所用时间的比叫作功率，在数值上等于单位时间内做的功。 （3）公式： 功率 （4）单位 ①国际单位：焦/秒，符号J/s，叫做瓦特 ，符号W，1W=1J/s ②常用单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW) 1kW=103W，1MW=106W 1. 功率 知识二 功率 介绍 经历 主要成就 詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日—1819年8月25日），英国发明家、企业家，第一次工业革命的重要人物，与著名制造商马修·博尔顿合作生产。 瓦特被誉为人类历史上最著名的发明家之一。在历史上最知名的229位发明家中，瓦特与爱迪生并列第一位。为纪念瓦特的贡献，国际单位制中的功率单位以瓦特命名。 1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入“蒸汽时代”。 （5）物理学家——瓦特 知识二 功率 （1）机器中的铭牌 铭牌是指厂家生产的机器投放市场后，向用户提供厂家商标识别、品牌区分、产品参数等信息的固定标识。铭牌主要用来记载生产厂家及额定工作情况下的一些技术数据，以供正确使用而不致损坏设备。 铭牌上面标有一些数据，功率是其中的一项，机器的功率是机器的主要技术性能之一。选购机器时，要根据实际需要选择功率合适的机器。 2. 机器的功率 知识二 功率 脱水功率 420W 洗涤功率 70W 系列PN洗衣机 上市时间 2022—09 知识二 功率 麻雀飞行时的 功率约为8W （2）一些功率值 人骑自行车时的 功率通常为60～80W 家用轿车发动机 的功率约为80kW 知识二 功率 汽车起重机的 功率可达320 kW 动车组的功率 为 5.5~20 MW “辽宁号”航空母舰发动机的总功率约为147MW 知识二 功率 3. 功率计算的推导公式 （1）推导 力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v 做匀速直线运动时，则力F 的功率： = 即拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。 适用条件：物体做匀速直线运动，F与v在同一条直线上。 F 速度v 知识二 功率 （2）应用 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。 货车在满载时需要的牵引力增大，只能减小车辆行驶的速度。 汽车上坡减小速度 货车的速度小于小轿车的速度 知识二 功率 4. 测量功率 思考：要测量同学爬楼梯的功率，根据什么原理进行？应测量哪些物理量？应选择哪些测量工具 ？ （1）测量人爬楼梯的功率 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。 要测自已上楼做的功，根据功的公式W=Gh，需要知道体重G和楼的高度h，所以需要测出自己的质量m、楼层的高度h。 知识二 功率 ①实验原理：P=W/t. ②实验器材：体重计（或磅秤）、刻度尺、停表。 ③实验步骤： 用体重计（或磅秤）测出自己的质量m； 用刻度尺测出所登楼层的高度h； 用停表测出自己上楼所用时间t； 计算出自己爬楼的功率。 ④功率表达式： P=W/t=Gh/t =mgh/t G=mg ①实验原理：P=W/t. ②实验器材：电子秤、刻度尺和停表。 ③实验步骤： 用体重计（或磅秤）测出自己的质量m； 用刻度尺测出完成一次规范引体向上动作时上升的高度h； 用停表测量出连续完成n次规范引体向上动作时需要的时间t； 计算出自己引体向上的功率。 ④功率表达式： P=W/t=Gh/t =nmgh/t （2）测量引体向上的功率 知识二 功率 视频讲解——《测量引体向上的功率》 知识二 功率 【例题2】大石头的质量为6t，起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m（如图所示），起重机提升大石头的功率是多少? g取10N/kg。 因为匀速提升，起重机提升大石头的拉力与大石头的重力相等， 即： F= G=6×103kg×10N/kg=6×104N 大石头在拉力的方向上移动的距离：s=1m 所以拉力做的功：W = Fs =6×104N×1m=6×104J 提升大石头的功率= 4×103W 分析：因为是匀速提升大石头，大石头处于平衡状态。所以起重机对石头的拉力和石头的重力是平衡力，大小相等。求出拉力做的功，再求拉力的功率即可。 知识二 功率 【例题3】如图所示是当今流行的平衡车。某品牌平衡车的功率为240 W，能以10.8 km/h的速度在平直的道路上连续匀速行驶10 km，则它在这个过程中受到的阻力为____N，行驶这10 km所做的功为________ J。 ①由公式 P ②行驶这10 km所做的功 W=Fs=80 N×10×103m=8×105J 80 8×105 知识二 功率 【例题4】小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）用体重计测量自己的质量m； （2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； （3）用_________（填测量器材）记录跳n次所用的时间t； （4）数据处理：平均功率P＝________； （5）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则________。 A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 nmgh/t 秒表 A 知识二 功率 （3）要测量功率大小，则必须测量做功W和做功所用时间，故用秒表记录跳n次所用的时间t。 （4）估测自己跳绳时克服重力的平均功率，需要测出在一段时间里做的功，要知道跳绳时克服重力做的功，就要测出自己的体重m和跳起的高度h，算出跳一次做的功，再数出在一段时间里跳的次数，算出总功，根据题意可知，小华受到的重力为G=mg 每次克服重力所做的功为W = Gh =mgh 则跳n次所做的总功为W总= nW =nmgh 根据功率的定义可知，这段时间内的平均功率为 （5）P 知识二 功率 02 课堂总结 第四节 功率 课堂总结（1） ①时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。 ②做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快。 ③功与时间都不同，用“功/时间 ”可比较做功的快慢。 ①物理意义：表示做功快慢的物理量。 ②定义：功与做功所用时间的比叫作功率。 ③公式： 功率 ④单位：国际单位是瓦特，1W=1J/s 常用单位有：kW、MW 1kW=103W，1MW=106W ⑤功率计算的推导公式： P=W/t=Fs/t =Fv ①实验原理：P=W/t. ②实验器材：体重计、刻度尺、停表。 ③实验步骤：测质量、测时间、测高度；表达式P=mgh/t 功率 比较做功快慢方法 功 率 测量功率 课堂总结（2） 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” 功与功率的区别 课堂总结（3） 03 实践与练习 第四节 功率 实践与练习 1. 刘明用20N的水平推力使超市的购物车在水平路面上前进了15m，所用的时间是0.5min。在此过程中他做了多少功?功率是多大? 已知: t=0.5 min = 30 s F = 20 N s = 15 m 求: W、P. 解: W=Fs=20N×15m=300J. P=W/t=300J/30s=10W. 实践与练习 2. 一辆轿车在高速公路上以70kW的功率行驶10min。汽车发动机做了多少功? 已知: P=70kW =7×104 W，t=10 min = 600 s. 求: W. 解: W=Pt=7×104W×600s=4.2×107J. 实践与练习 3. 观察家中各种用电器的铭牌，记录其功率方面的数据，然后将这些用电器按功率由大到小的顺序排列。 家中功率比较大的用电器是空调，一般情况下功率约为2000W； 其次是电加热类，如电吹风的功率大约1000W；电饭煲的功率约600W；电烤箱的功率约1000W； 照明灯的功率比较小，如白炽灯的功率约40W；节能灯的功率约10W。 实践与练习 4. 如图所示是我国自行研制的具有国际先进水平的歼-10战斗机。已知发动机用1.22×105N的推力能使战斗机以二倍声速（设声速为340m/s）飞行，10s内发动机做了多少功?发动机的功率是多大? 已知: F=1.22×105N，v=2v声=680m/s， t=10s. 求: W、P. 解: W=Fs=Fvt=1.22×105N×680m/s×10s=8.30×108J. P=W/t= 8.30×108J /10s=8.30×107w 实践与练习 5 . 一位同学用20s从一楼走到三楼。他上楼时的功率可能是（ ） A.几瓦 B.几十瓦 C.几百瓦 D.几千瓦 可用将具体估计值代入公式进行计算。 如设这一同学的质量为50kg，两层楼高6m，将这些估计值代入公式可得估算结果约为150W，由此可知答案应为C. C 实践与练习 6. 引体向上是一种体育运动。在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。请根据自己的体验，用合适的物理量写出你做引体向上时的功率的表达式，并估算出功率的大小。 测量出自己的体重G、每次引体向上身体重心上升的高度h和每次引体向上所用的时间t（最好是几次的平均值T/n）。所用的公式为P=W/t=Gh/t=Ghn/T。 取G=500N，高度h=0.5m，所用的时间t=10s，n=5。 功率约为P=W/t=Gh/t= 500N× 0.5m × 5/10=125W。 04 综合提升训练 第四节 功率 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 “单位时间”内做的功，叫做功率，表示做功的快慢。 功率取了相同的单位时间，即1s，所以是时间相同比较功。 时间相同比较功 综合提升训练 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 由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J。 小明对木箱做功为W=Fs=200N×4m=800J 木箱又向前自由滑行了1m，因为木箱具有惯性而滑动，没有力的作用，故重力不做功。 小明的功率为P=W/t=800J/10s=80W 0 80 综合提升训练 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 AB．对两个物体是大小相等的力F，两个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据W=Fs可知，两次力对物体做的功一样多，故AB不符题意； CD．两次所用的力对物体所做的功一样多，且所用的时间相同，根据P=W/t 知，功率的大小相同，故C符合题意，D不符合题意。 所以选C. 综合提升训练 4．图中的甲乙两人想进行爬楼梯比赛，请你设计一个实验方案比较他们登楼梯功率的大小。 （1）测量所需要的器材：______________；（要求写出三种器材） （2）小丽同学设计的测量步骤如下，请你完成填空并选出你认为其中多余的步骤是：（ ） A、测出两人的体重分别为______和_______ ； B、测出楼梯的总长度为s； C、测出一楼到三楼的竖直高度为h； D、测出两个人上楼梯所用的时间分别为_____和_____ ； E、据公式__________，可算出两人爬楼梯的功率。 （3）请你帮小丽设计一个实验记录表格 。 体重计、刻度尺、秒表 G甲 P=mgh/t B G乙 t乙 t甲 综合提升训练 （1）进行爬楼梯比赛时，要克服重力做功，克服重力做功的功率 P=W/t=Gh/t=mgh/t 所以需用磅秤测人的质量m，用卷尺测竖直的高度h，用秒表测所用时间t。 （2）由P=W/t=Gh/t=mgh/t可知，在小丽设计的测量步骤中，多余的是测出楼梯的总长度为L。故选B。 （3）根据测量的物理量，实验记录表格如下所示： 人物 质量m/kg 高度h/m 时间t/s 功率P/W 甲         乙         综合提升训练 综合提升训练 5. 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 6．如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图2中已知其中BO:OC=1:5，木料的重力为2×103N。 （1）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为1×104N，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为P=10kW，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 综合提升训练 （1）在B端有一木材对绳子的力F1为1×104N，由杠杆平衡条件可得 F1×OB=F2×OC 由于BO:OC=1:5 则木料刚好被抬起时，力F2大小 （3）提升的功率为P=10kW，由 得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度 吊车在10s内可以将该木料提升的高度 h=vt=0.5m/s×10s=5m 综合提升训练 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$