11.3.功　功率 课件-2024-2025学年教科版物理八年级下册

第1课时 功 做　功 　 1.定义:物理学中规定:如果物体　 　且沿　 　方向移动　 　,就说力对物体做了功。 2.做功包括两个必要因素:一是物体受到　 　,二是物体在　 　的方向上通过一定的距离。 受力 受力 一定的距离 力的作用 受力 注:三种不做功的情况: (1)“缺力无功”:作用力消失后,物体由于惯性运动。 (2)“缺距离无功”:物体受平衡力作用保持静止状态。 (3)“垂直无功”:移动方向与受力方向相互垂直。 下列四幅图中,力对物体做功的是 ( ) D 1.小丽用水平推力把水平地面上的购物车沿推力的方向推动一段距离,则下列判断中正确的是 ( ) A.重力对购物车做了功 B.支持力对购物车做了功 C.推力对购物车做了功 D.没有力对购物车做功 C 功的计算 　 1.物理学中规定:功等于力与物体沿力的方向移动距离的　 　。 2.公式:W=　 　。 3.功的单位:国际单位:　 　;专门名称:　 　,简称焦,符号　 　 (1 J=　 　N·m)。 乘积 Fs 牛顿米(N·m) 焦耳 J 1 “天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用,标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组(如图)从成都东站驶出,用时54 min抵达乐山站,成都东站到乐山站的路程是135 km。求: (1)该动车组从成都东站到乐山站的平均速度; 解:(1)从成都东站到乐山站的路程: s=135 km 行驶的时间:t=54 min=0.9 h 则该动车组从成都东站到乐山站的平均速度: v===150 km/h (2)该动车组在平直铁路上以5×104 N的牵引力匀速前进1.5 km,牵引力做的功为多少? (2)动车组在牵引力的作用下通过的距离: s'=1.5 km=1 500 m 则牵引力做的功: W=Fs'=5×104 N×1 500 m=7.5×107 J 小明同学将质量为6 kg的一桶水,从地面提起20 cm后,水平行走了20 m,然后又提着这桶水上了4 m 高的二楼。在此过程中,小明同学对这桶水做的功为　 　J。(g取10 N/kg) 252 2.如图所示,水平地面上有一重为20 N的物块,在水平拉力F=5 N的作用下向右运动了10 m,在这个过程中拉力F对物体做的功为　 　J,重力做的功为　 　J。 50 0 3.一颗子弹在枪膛中所受平均推力约为600 N,枪管长1.2 m,子弹离开枪口后又飞行了500 m,则推力做的功为　 　J。 4.在修建楼房时要用起重机,起重机把8 000 N的重物竖直向上匀速提升5 m后又沿水平方向匀速移动了2 m,在这一过程中钢丝绳向上的拉力对物体做的功为　 　J。 720 40 000 5.如图所示,把重为200 N的物体匀速提升2 m,不计滑轮重、绳重及摩擦,所用拉力F为　 　N,拉力所做的功为　 　J。 100 400 6.如图所示,放在水平桌面上的物体重为200 N,物体在拉力F=40 N的作用下匀速运动了10 m,在这个过程中,拉力F做的功为　 　J,物体重力做的功为　 　J。 800 0 功的原理 1.使用任何机械都不能省　 　,这个结论叫作功的原理。 2.功的原理对一切机械都适用。 功 $$第2课时 功　率 功　率 　 1.定义: 　 　与完成这些功所用　 　之比叫作功率。 2.物理意义:表示　 　的物理量。功率大,表示做功　 　;功率　 ,表示做功慢。 3.公式:　 　。 4.单位:国际单位:　 　;专门名称:瓦特,简称瓦,符号是 　 　,1 W=　 　J/s;常用单位还有:千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 换算关系:1 kW=　 　W,1 MW=　 W。 拓展:物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率:P===Fv 功 时间 做功快慢 快 小　 P= 焦/秒(J/s) W 1 103 106　 (2024·广西)一艘货轮在长江某河段行驶,50 s内匀速通过200 m的路程,其牵引力为5×105 N。求: (1)货轮行驶的速度; 解:(1)货轮的速度:v===4 m/s (2)牵引力做的功; (2)牵引力做的功:W=Fs=5×105 N×200 m=1×108 J (3)牵引力做功的功率。 (3)牵引力做功的功率:P===2×106 W (或P=Fv=5×105 N×4 m/s=2×106 W) 如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1 m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图像。设t=0 s时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦。(g取10 N/kg)求: (1)水库中水的深度; 解:(1)水库中水的深度: h=vt2=0.1 m/s×40 s=4 m (2)重物的密度; (2)由图像可知:重物所受的重力:G=4.5×104 N 重物的棱长: l=v(t2-t1)=0.1 m/s×(40 s-30 s)=1 m 重物的体积:V=l3=(1 m)3=1 m3 重物的密度:ρ====4.5×103 kg/m3 (3)整个打捞过程中汽车的最小功率。 (3)当重物出水前拉力最小,此过程的功率最小。 出水前重物受到的浮力: F浮=ρ水gV=1.0××10 N/kg×1 m3=1.0×104 N 重物出水前汽车受到的最小拉力: F=G-F浮=4.5×104 N-1.0×104 N=3.5×104 N 故整个打捞过程中汽车的最小功率: P=Fv=3.5×104 N×0.1 m/s=3.5×103 W 1.小明爸爸的质量为70 kg,小明的质量为50 kg。当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼。在此过程中,以下判断正确的是 ( ) A.两个人做功的功率相等 B.爸爸做功的功率比小明的大 C.小明做功的功率比爸爸的大 D.无法比较他们做功的快慢 B 2.(2024·连云港)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2。关于它们之间的大小关系说法正确的是​ ( ) A.W1<W2,P1<P2 B.W1>W2,P1>P2 C.W1=W2,P1=P2 D.W1<W2,P1>P2 C 3.(2024·赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重为1.2×104 N的施工材料匀速吊上6 m高的工作台,用了10 s。施工材料上升的速度是　 　m/s;起重机对施工材料做的功为　 　J,做功的功率是　 W。 0.6 7.2×104 7.2×103　 4.如图所示,工人用轻质动滑轮提起质量为60 kg的物体,在2 s内匀速提升了0.5 m,则工人在绳子A端所用的拉力为　 　N,该拉力做功的功率为　 　W。(忽略滑轮重、绳重及摩擦,g取10 N/kg) 300 150 5.如图甲所示,载重汽车装完砂石后的总质量为20t,以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动100m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行50m停下。其v-t图像如图乙所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。g取10N/kg,求: (1)整个过程中汽车所受阻力的大小; 解:(1)整个过程中汽车所受阻力: f=0.2G=0.2mg=0.2×20×103kg×10N/kg=4×104N (2)整个过程中发动机做的功; (3)汽车的最大速度。 (2)整个过程中发动机做的功: W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J (3)因汽车匀速行驶时速度最大,且受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力大小相等, 由P===Fv可得,汽车的最大速度: vmax====2m/s 6.工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800 N的物体,所用拉力F为250 N,20 s内物体上升了6 m(物体的上表面始终未露出水面),已知动滑轮重为20 N,绳重及摩擦均忽略不计。求: (1)20 s内绳子自由端A移动的距离; 解:(1)由图可知:n=2 则20 s内绳子自由端A移动的距离: s=2h=2×6 m=12 m (2)拉力F做功的功率; (3)物体在水中所受的浮力。 (2)拉力F做的功:W=Fs=250 N×12 m=3 000 J 则拉力F做功的功率:P===150 W (3)对物体进行受力分析:物体受到动滑轮下端绳子向上的拉力F拉、竖直向上的浮力F浮以及竖直向下的重力G物作用处于平衡状态,即:F浮=G物-F拉 动滑轮下端绳子的拉力:F拉=nF-G动 则物体所受的浮力: F浮=G物-(nF-G动)=800 N-(2×250 N-20 N)=320 N $$