11.2 功率 课件- 2024-2025学年物理人教版八年级下册

第2节　功率 知识点一 认识功率 (1)在物理学中，把___与______________之比叫作功率，公式为______，公式中P表示_____，W表示___，t表示_____。引入“功率”这个物理量反映物体_________ ___。 功 做功所用时间 功率 功 时间 做功的快 慢 (2)在国际单位制中，功的单位是_____，时间的单位是___，得到功率的单位是_________。功率的单位有一个专门的名称叫作_____，简称___，符号为___，也就是1 W＝1 J/s。在工程技术上，常用_____作为功率的单位，它们之间的换算关系是1 kW＝______W。 焦耳　 秒 焦耳每秒 瓦特 瓦 W 千瓦 1 000 D [方法指导]功率是功与做功时间之比，是表示做功快慢的物理量。功率的大小与做功多少和所用时间都有关系。 例1　有两台机械甲和乙，甲的功率为198 kW，乙的功率为96 kW，下列说法正确的是 ( ) A. 甲一定比乙做功多 B. 乙一定比甲做功多 C. 甲一定比乙做功慢 D. 相同时间内，甲一定比乙做功多 星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山，一种是从东面陡坡下山，需用时7 min；另一种是从西面缓坡下山，需用时15 min(设山下地面相平，不计摩擦)。则下列说法正确的是 ( ) A. 从东面下山，自身重力做功多一些 B. 从东面下山和从西面下山，自身重力做功一样多 C. 从西面下山，重力做功的功率大 D. 两种下山方式重力做功的快慢一样 B 知识点二 功率的计算 (1)功率的计算公式：P＝ ，P、W、t分别表示_____、___、_____，单位分别是瓦(___)、焦(___)、秒(___)。 (2)如果物体在做匀速直线运动，则将v＝ 和W＝Fs代入后，P＝ ＝____。 功率 功 时间 W J s Fv (一)功率的一般计算 例2－1　在跳绳测试中，小丽同学1 min跳了120次，每次跳起的高度为5 cm，已知她的质量是50 kg，那么小丽的重力是_____N，跳一次绳做的功为____J，1 min跳绳的平均功率是____W。(g取10 N/kg) 500 25 [方法指导]计算功率的一般方法：先求出这个力所做的功，再将功除以做功时间即可。 50　 练习2－1　水平路面上有一个重500 N的小车，小明用100 N的水平推力推着小车匀速向前移动了5 m，所用时间为10 s，关于这个过程，下列说法正确的是 ( ) A. 推力对车做功100 J B. 推力对车做功的功率是50 W C. 重力对车做功500 J D. 重力对车做功的功率是250 W B (二)功率的图像问题 例2－2　如图甲所示，水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，若两次推力的功率分别为P1、P2，则 ( ) A. F1＞F2　P1＞P2　 B. F1＝F2　P1＞P2 C. F1＜F2　P1＞P2 D. F1＝F2　P1＜P2 D [方法指导]利用公式P＝ 或P＝Fv结合图像进行比较。 练习2－2　如图所示，是甲、乙两台机器做功W与所用时间t的关系图像，下列说法正确的是 ( ) A. 相同时间内，甲机器做的功比乙做的功少 B. 甲机器做功的功率比乙的大 C. 甲、乙两台机器做功的功率相等 D. 甲、乙两台机器做功的功率都随时间的变化而变化 B (三)牵引力做功、功率的计算 例2－3　如图所示是集合最新IT技术的人工智能医护机器人。该机器人质量为40 kg，在水平地面上匀速直线行驶10 m用时10 s，行驶时所受阻力为重力的0. 2倍。(g取10 N/kg) 求： (1)机器人行驶时受到的阻力； 解：(1)机器人的重力G＝mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N， 机器人行驶时受到的阻力f＝0. 2G＝0. 2×400 N＝80 N。 (2)机器人牵引力做的功； 解：(2)机器人在水平地面上匀速直线行驶，牵引力做的功W＝F牵s＝fs＝80 N×10 m＝800 J。 (3)机器人的功率。 答：略 解：(3)机器人的功率P＝ ＝80 W。 [方法指导]依照题目的已知条件，选用公式P＝ 或P＝Fv进行计算。 已知小汽车的总质量为1 500 kg，汽车以30 m/s的速度做水平匀速直线运动行驶了180 s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0. 16倍(g取10 N/kg)。求：在此过程中汽车的功率。 解：由题可知，汽车受到的阻力f是车重的0. 16倍 f＝0. 16G＝0. 16mg＝0. 16×1 500 kg×10 N/kg ＝2 400 N 因为小汽车做水平匀速直线运动，所以牵引力 F＝f＝2 400 N， 答：略　 小汽车的功率 P＝ ＝Fv＝2 400 N×30 m/s＝7. 2×104 W。 知识点三 功率的测量 小明想测出自己从一楼跑到三楼做功的功率，如图所示。 (1)需要的测量工具有：台秤、皮尺、_____； 秒表 (2)小明设计的实验方案如下，其中多余的是____(选填字母)； A. 测出自身的质量m　　 B. 测出楼梯的总长度LC. 测出一楼到三楼的竖直高度h D. 测出上楼所用的时间t E. 算出上楼的功率P (3)小明爬楼功率的表达式为P＝_____(用方案中所给的物理量和g表示)。 B 例3　学习了功率的知识后，小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。 (1)实验中依据的原理是______(写公式)。 (2)需要的测量工具：体重秤、秒表、_______。 刻度尺 (3)小刚测出了自己的质量为m，连续做引体向上n次所用的时间为t，并测出自己每做一次引体向上时的_____________，则他做引体向上时功率的表达式是________。(用题中所给的物理量和g表示) 上升的高度h [方法指导](1)实验原理是P＝ ；(2)根据公式P＝ 可知需要测量的物理量，据此选择测量工具、设计实验数据记录表格。 如图所示是小红和爷爷攀爬同一楼梯时的情景(所爬高度相同)。若需要比较爬楼梯过程中爷爷和小红做功的功率大小，测量的物理量有 ( ) A. 只需测量各自爬楼梯的高度 B. 只需测量爷爷和小红的质量 C. 需要测量爷爷和小红的质量、各自爬楼梯所需的时间 D. 需要测量爷爷和小红的质量、各自爬楼梯的高度和所需的时间 C 1. 如图所示，小华和小红一起荡秋千，她们的重力分别是G1、G2，且G1＞G2，某次从最高点下摆到最低点的过程中，她们的重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2，则关于它们的大小关系，下列说法正确的是 ( ) A. W1＝W2，P1＝P2B. W1＜W2，P1＜P2C. W1＞W2，P1＞P2D. W1＞W2，P1＝P2 C 2. 在一次活动中，小明和小华先后在同一地面水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图像。下列判断正确的是 ( ) A. 物体A两次运动的速度：v1＜v2B. 物体A两次所受的拉力：F1＞F2C. 0～t1两人拉力对物体所做的功：W1＝W2D. 0～t1两人拉力对物体做功的功率：P1＞P2 D 3. 甲、乙两同学进行爬杆比赛，杆的高度相同，甲、乙两同学爬到杆顶时，甲用4秒，乙用9秒，若甲、乙两人的体重之比为5∶6，则 ( ) A. 甲、乙两人爬到杆顶做功之比是6∶5 B. 甲、乙两人爬到杆顶做功之比是5∶6 C. 甲、乙两人平均功率之比是8∶15 D. 乙的平均功率比甲的大 B 4. 在水平地面上，用100 N的水平拉力拉重为200 N的小车，使小车沿水平方向匀速前进3 m，所用的时间是5 s，在此过程中，小车受到的摩擦力是____N，拉力做功的功率为____W，重力所做的功为___J。 100 60 0 5. 如图甲是一款质量为3 kg的家用清洁机器人，图乙是该机器人在水平地面上匀速运动时所受水平推力与速度的关系图像。在150 N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10 s的过程中，推力所做功为_____J；当该机器人在水平地面上以0. 6 m/s的速度匀速运动时，水平推力的功率是_____W。 750 180 6. 跳绳是初中毕业生体育测试的自选项目之一，小南同学想利用所学的物理知识评估自己平时跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。 (1)用磅秤测量自己的______(填物理量及其对应符号)；(2)估测自己平均每次跳起的高度h；(3)用秒表测量跳n次绳所用的时间t； (4)则跳绳的平均功率P＝______(用上述物理量符号和 g表示)； 质量m (5)若他要和其他同学比较跳绳的平均功率大小(设跳起的平均高度相同)，则下列判断正确的是____(选填字母)。 A. 跳绳快的功率一定大 B. 跳绳的快慢相同，体重大的功率大 C. 体重相同，跳的个数越多的功率越大 D. 体重相同，跳的时间越长的功率越大 B 7. (2023·佛山二模)三峡大坝的船闸由闸室和上下游闸门以及上下游阀门组成，如图所示。现有一艘重为200 t的轮船，其在闸室中匀速缓慢上升24 m，用时20 min。求：(g取10 N/kg) (1)轮船所受重力的大小； 解：(1)轮船的重力 G＝mg＝200×103 kg×10 N/kg＝2×106 N (2)轮船上升的速度； 解：(2)轮船上升的速度v＝ ＝0. 02 m/s。 (3)浮力对轮船做功的功率。 解：(3)轮船处于漂浮状态，所受的浮力F浮＝G＝2×106 N； 浮力对轮船所做的功 W＝F浮h＝2×106 N×24 m＝4. 8×107 J； 答：略 浮力对轮船做功的功率P＝ ＝4×104 W。 $$