第十一章 第2节 功率（人教版2024版）2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十一章 第二节 功和机械 1.知道功率的概念及物理意义。 2.掌握功率的定义式、推导式及单位，会用功率公式进行简单计算。 3.了解功率在实际生活中的应用。 教学目标 一 重点 难点 二 课堂引入 建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，人工搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，几分钟就可以完成。这说明机器和人对物体做功的快慢是不同的。 那么怎样表示做功的快慢？ 三 功率 甲 乙 人与起重机，将相同数量的砖块，用送到相同高度，哪个做功更快快？你是怎样比较出来的？（G砖=2400N) h=3m 人的拉力 起重机拉力 做功W/J 时间t/min 7200 7200 10 4 做一样多的功，所用时间不同。 数据记录 甲 乙 h=3m 在相同的时间内，所做的功不同 三 功率 甲 乙 h=3m 人的拉力 起重机拉力 做功 时间 10800 7200 15 4 数据记录 若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？ 三 功率 方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快； 方法二：t甲= t乙时，做功多的则做功快。 比较做功快慢 例:　甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表： 甲 乙 丙 砖数（块） 20 20 15 做功（J） 时间（min） 10 20 20 600 450 600 （1）甲、乙、丙做功分别是多少？ （2）甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？ 功/时间(J/min) 应选取同一标准进行比较--做功所用时间 功与做功时间的比表示物体做功的快慢 60 30 22.5 甲做功最快，丙做功最慢 三 功率 物理意义 ：表示物体做功快慢的物理量。 定义：功与做功所需时间之比叫做功率。功率符号：P 公式: 换算关系： P = W t 功率＝ 功 时间 功率 三 功率 国际单位：瓦特，简称瓦，符号W； 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）； 1kW=1000W;1W=1000mW，1W=1J/s 瓦特James Watt 英国发明家 1736-1819 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。 三 功率 功率1.2kW表示什么物理意义？ 抽水机 一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，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 表示物体在1s内做功1200J。 三 功率 一些运动物体的功率： 运动员短时功率可高达1kw 小轿车功率为是10kw至100kw 昆虫功率为2×10-5w 三 功率 骑车功率约70瓦 轨道机车的功率为数千瓦 货轮的功率为1万千瓦以上 三 功率 例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？ 解 ：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N 石头在拉力方向上移动的距离 s =1m 拉力做的功是：W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J 起重机提升大石头的功率是 三 功率 计算功率的另一公式： F表示物体受的力， v表示物体的运动速度。 适用条件：F与v在同一条直线上。 P = W t = Fs t = Fv 三 功率 拓展延申 当汽车上坡时，司机经常将挡位换至低档，为什么要这样做呢？ P ＝ F v P为定值 汽车最大功率一定，上坡时，通过换用低档降低行驶速度，从而获得较大的前进动力。 三 功率 一、比较物体做功的快慢 二、功率 1. 做功相等时，比时间，时间短的做功快； 2. 时间相等时，比做功，做功多的做功快。 1. 定义：物体做的功与做功所用时间之比。 2. 物理意义：表示物体做功快慢。 3. 公式： 4. 单位：瓦特，简称瓦，符号W。 千瓦（kW）、兆瓦（MW）。 P = W t = Fs t = Fv 课堂小结 五 随堂练习 1.关于“功”和“功率”的说法正确的是（　　） A．机器做的功越多，机器的功率就越大 B．机器的功率不同，做的功一定不同 C．机器做功的时间越长，功率就越小 D．在相同时间里做的功越多，功率就越大 D 2.小明在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则他在考试的100min内，心脏做功约为　 　J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高　 m（g取10N/kg）。 9000 18 3.汽车上坡时一般都是低挡减速，其原因是（　　） A．有用功一定，减速能提高机械效率 B．汽车功率一定，减速可以增大牵引力 C．减速上坡，安全第一 D．减速上坡可增大摩擦，防止车下滑 B 五 随堂练习 能力提升题 1.一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经l5s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。其ν-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求： （1）整个过程中发动机做的功； （2）汽车的最大速度ν最大。 解：①由题可知，整个过程中发动机的工作时间：t=15s+25s=40s， 由P=W/t可得，整个过程中发动机做的功：W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J； ②汽车的重力：G=mg=2 000kg×10N/kg=2×104N。由题意和图象可知，15~40s汽车的速度最大且做匀速直线运动，由二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力 F=f=0.2G=0.2×2×104N=4 000N，由P=Fv可得，汽车的最大速度：v最大= =20m/s 19 2.如图甲所示的是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过120 s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V=2 m3，密度ρ=3×103 kg/m3，已知物体浸没在水中上升的过程中，钢绳提升物体的功率P=40 kW，(忽略水的阻力和钢绳重，海水的密度取ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg)求: (1)物体浸没在水中上升的过程中，钢绳提升物体的拉力。 (2)物体全部离开水面后上升的过程中，钢绳提升物体的功率。 20 解：(1)物体的重力 G=mg=ρVg=3×103 kg/m3×2 m3×10 N/kg=6×104 N; 物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N; 钢绳提升物体的拉力 F拉=G-F浮=6×104 N-2×104 N=4×104 N。 (2)由P=Fv得，物体上升的速度v= =1 m/s; 离开水面后钢绳提升物体的功率: P'=F'v=Gv=6×104 N×1 m/s=6×104 W=60 kW 21 3.①一台电动机用2min将一个高空缆车运送到山顶，完成1.2×106J的功，它做功的功率是多少？ ②一个质量为60kg的人，从山脚爬到山顶大约需要20min，这个人克服重力做功的功率是多少？（山脚到山顶的高度差为200m） 解：(1)电动机做的功W1＝1.2×106J，所用时间t1＝2×60s＝120s. 电动机的功率为 (2)爬山过程中人克服重力做的功W2=mgh,所用时间t2=20×60s=1200s 人的功率为 答：电动机的功率是104W，人爬山的功率约为100W. 22 $$