第11章 3 功 功率（PPT课件）-【学海风暴】2024-2025学年新教材八年级下册物理同步备课（教科版2024）

第11章　机械与功 八年级物理教科版·下册 3 功 功率 授课人：XXXX 1 软件 使用 视频 播放 字体 显示 同步 配套 如果由于缺少软件或软件未更新不能正常播放，可自行下载安装最新的软件，文件夹提供了部分安装包 若因软件问题视频无法打开，请在相应的视频文件夹打开原视频 如果有的字体不能显 示，请先把字体包中的 字体直接复制粘贴至C:\WINDOWS\Fonts 即可 依据最新教材划分课时，内容与教材同步 新课引入 观察并思考： 生活中常常需要把粮食、蔬菜、水果和其他的生活用品从楼下拿到楼上，工厂里常常需要把机器、材料和产品从一个地方运送到另一个地方……这些过程需要推、拉、搬、提等，耗费一定的力气，在物理学中如何来描写这个过程呢？ 知识讲解 一、做功 观察 他们的效果相同吗 F 纹丝不动 F 向前运动一段距离 没有成效 有成效 知识讲解 物理学中规定：如果力作用在物体上，并使物体沿力的方向移动一段距离，我们就说力对物体做了功。 1.功的定义： 注意 有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功。如人推小车，推力做了功，也常说人做了功。 知识讲解 （1）作用在物体上的______________； 2.做功的两个必要因素： （2）物体在________的方向上通过的__________。 力 力 距离 注意 判断有没有“做功”的方法：看是否同时满足做功的两个必要因素，同时满足两个因素就叫“做功”，缺少任何一个，都不算“做功”。 （1）有力没有距离 （劳而无功） 3.三种不做功的情况： 推东西没推动 举着物体不动 搬物体没搬起来 知识讲解 （2）有距离没有力 （不劳无功） 知识讲解 （3）有距离有力，但力与距离的方向垂直 （劳而无功） 知识讲解 强化训练 （1）只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功。 1.请判断下列说法是否正确。 （2）某人背书包乘电梯上了楼，则此人对书包做了功。 √ × 强化训练 2.在下列实例中，其中没有做功的是（　　） A.叉车举起货物 B.用力搬石头没搬动 C.马拉动圆木 D.直升机吊起铁塔 B 知识讲解 二、功的计算 知识讲解 2.功的单位： 物理学中规定：功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。　 即：功＝力×距离 Ｗ F s ＝ × 1.功的计算公式： 牛 米 焦耳 即：１焦耳＝１牛×１米 W＝F ×s １J＝１N·m 知识讲解   把1个鸡蛋举高2m，做的功大约是1J 因为用手托鸡蛋匀速上升， 所以手对鸡蛋的力：F =G =0.5N 知识讲解 【例题】如图所示，用20N的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。试求推力和重力对物体做的功。 解：推力20N，物体在推力的方向移动距离为0.5m， 则推力做功： W=Fs=20N×0.5m=10J 重力沿竖直方向，而物体在竖直方向上没有发生移动， 所以重力做功为零。 注意 1. 使用W＝Fs 时，注意单位的统一。 2. 做功的多少只由W＝Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。 3.公式W＝Fs 的运用 (1)同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体。 (2)同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间。 (3)同向性：初中阶段力和物体移动距离在方向上必须一致。 知识讲解 强化训练 某同学用一恒定不变的力F 匀速推动重为1000N的物体，前进了4m，做了2×103J的功，求推力F的大小。 解：由功的计算公式W=Fs可知， 推力的大小为： 已知：s =4m W =2×103J 求：F 答：推力大小为500N。 知识讲解 三、功的原理 知识讲解 1.内容： 使用任何机械都不省功。 2.表达式： 3.适用范围： 所有的机械。 被称为机械的黄金定律。 知识讲解 例题　一个人用50N的力往下压杠杆一端，手下降的高度是2m，而杠杆的另一端把一个物体抬高了0.5m。杠杆重不计，杠杆转动时的摩擦不计。问： （1）人做了多少功？ （2）被抬高的物体有多重？ 解：（1）由功的计算公式可知， 已知：s =2m F =50N h =0.5m　　　求：（1）W；（2）G 答：（1）人做了100J的功；（2）物体的重为200N。 （2）因为杠杆重及摩擦不计，由机械功原理可知： 物体的重为： 知识讲解 1.比较做功快慢的方法 （1）相同的时间，比做功的多少； （2）做相同的功，比所用的时间。 三、功率 强化训练 无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图甲、乙所示，两位同学均从一楼搬运物体到三楼。由图中提供的信息，你可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是： （1） ； （2） 。 在相同的时间内，比较做功的多少，做功多的做功快 做同样的功，比较用时多少，时间少的做功快 知识讲解 （1）意义： 表示做功的快慢 功与完成这些功所用时间的比叫做功率 （2）定义： （3）公式： 焦/秒 1J/s=1W （4）单位： 瓦特（瓦） 温馨提示：①基本单位是瓦（W）；②常用单位：千瓦（kW） 兆瓦（MW） 1kW=1000W 1MW=1000kW 2.功率 知识讲解 5.1W的意义： 1秒内所完成的功为1焦。 瓦特简介 詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日 — 1819年8月19日）是英国著名的发明家，是第一次工业革命时的重要人物。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，标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”（简称“瓦”，符号W）。 知识讲解 常见物体的功率 优秀运动员可达1kW 小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦 万吨游轮的功率可达1万kW以上 高速列车的功率可达数万kW 强化训练 当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器(　　) A.做功多 B.做功少 C.做功快 D.做功慢 C 知识讲解 四、功率的计算 例题 大石头质量为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？ 功率P 功W 时间t   分析： 解： 因为匀速提升，起重机提升大石头的拉力与大石头所受的重力相等，即 大石头在拉力的方向上移动的距离s =1m， 所以拉力做的功为： 功率为： 答：起重机提升大石头的功率是4×104W。 知识讲解     强化训练 一台抽水机在10min内把36m3的水抽到10m的高处，求抽水机的功率。 抽水机所做的功为： 解：水的质量为： 水的重力为： 抽水机的功率为： 答：抽水机的功率为6000W。 知识讲解 功率的推导公式 （1）注意单位的统一； （2）注意各物理量的同一性；同一物理量取不同的值时，用角标加以说明。   强化训练 2.某公司新推出的新能源汽车，其质量为1000kg，该汽车在平直公路上匀速行驶时的速度为20m/s。 （1）若汽车受到的阻力为车重的0.15倍，求汽车牵引力的功率。 （2）若汽车匀速行驶时功率不变，行驶5min，求汽车牵引力所做的功。 知识总结 功 功率 做功 做功的概念 三种不做功的情况 功的计算 功的计算公式 功的单位 功率 功率的定义 功率的计算公式 功率的单位 1.判断下列说法的对错（对的打“√”，错的打“×”） （1）只要有力作用在物体上，力就对物体做了功。（ ） （2）物体只要移动了距离，就做了功。（ ） （3）物体从高处下落时重力做了功。（ ） （4）有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定做了功。（ ） （5）手提着重物在水平地面上走行，人做了功。（ ） （6）人用力推车，但车未动，人没有做功。（ ） √ √ × × × × 课堂练习 2.(黑龙江中考)如图所示，下列几个实例中，力没有做功的是(　　) B 课堂练习 3.如图所示，小明通过拉拉力器进行健身，他在10s内拉了5下。已知他每次拉动的距离是0.6m，拉力是200N，则他所做的功和平均功率分别为(　　) A.120J、12W 　　　 B.600J、12W C.600J、60W 　　　 D.120J、60W C 课堂练习 4.(安顺中考)举重是我国的优势体育项目。一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是(　　) A.W1＝W2、P1＝P2 B.W1＞W2、P1＝P2 C.W1＞W2、P1＞P2 D.W1＜W2、P1＜P2 C 课堂练习 5.(扬州中考)一列质量为1×103t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103N。则： (1)火车的牵引力多大？ (2)火车行驶1min时间内，重力做了多少功？机车牵引力做了多少功？牵引力的功率多大？ 课堂练习 解：(1)因为火车在平直轨道上匀速行驶，所以F牵＝f＝9×103N。 (2)重力方向竖直向下，火车在水平方向移动， 所以重力没有做功，因此WG＝0J， 已知v＝180 km/h＝50m/s，t＝1 min＝60s， 火车在水平方向移动的距离是：s＝vt＝50 m/s×60s＝3×103m， 所以牵引力做的功为：W牵＝F牵s＝9×103N×3×103m＝2.7×107J， 牵引力的功率为： 课堂练习 6.（天津中考）斜面是人们生产和生活中经常使用的一种可以省力的简单机械。下面是某同学针对斜面问题进行理论研究的过程，请你帮他完成“理论论证”。 提出问题：使用斜面为什么可以省力？ 建立模型：如图所示，斜面长为L、高为h，沿光滑斜面匀速向上拉动重为G的物体，所用拉力为F； 理论论证：运用机械功原理证明：F <G。 课堂练习 直接用手所做的功为：W1=Gh， 证明：将重为G的物体升高h时， 动力所做的功为：W2=FL， 因为斜面光滑，由机械功原理可知：W1=W2 即FL=Gh，则 因为L＞h，所以F＜G。 课堂练习 $$