第3节 能量转化的量度 第2课时（导学案）科学浙教版九年级上册

第3节 能量转化的量度 第2课时（导学案） 科学观念：知道功率的定义和所表示的物理意义；了解功率的计算公式、单位及运用公式进行计算。 科学思维：能用功率所表示的意义解释相关现象；并能熟练应用公式进行简单的计算。 探究实践：通过实际情景体验做功快慢的过程，理解功率计算公式的得出。 态度责任：通过学习能体会到做功的快慢实质上就是能量转化的快慢。 1. 功率的概念及计算（重点） 2. 功率的物理意义（难点） 1.单位时间里完成的功叫做功率。功率反映了物体做功的快慢。 2.功率的计算公式：，国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号是W。１瓦＝１焦／秒 。实际应用中还常用千瓦、兆瓦作为功率的单位。1千瓦＝1000瓦， 1兆瓦＝1×106瓦。 3.当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs，，可得P=Fv。 4.比较做功的快慢有三种方法：若做功相同，比较做功的时间；若做功时间相同，比较做功的多少；若做功的多少和所用时间都不相同的情况下，计算功和时间的比值。 知识回顾 功的概念 在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 功的实质 功是量度能量转化多少的物理量 那么怎样描述能量转化的快慢呢？ 一、功率的概念 在建筑工地上需要把一块水泥板搬运到某一楼层，用起重机和人力搬运所做的功相同吗？所需的时间相同吗？ 至少需要做的功为克服水泥板重力做的功，功的大小相同，所需时间不同 如果用起重机来提升只需要几十秒钟；如果让工人搬运上去可能需要几十分钟 做相同的功，所需要的时间是不同的，也就是说做功的快慢是不同的 无论是人做功，还是利用机械装置来做功，都存在做功快与慢之分。 那么怎样比较做功的快慢呢？ 思考与讨论：我们是怎样比较物体运动的快慢的？ ①相同路程比较时间，时间短的运动快，时间长的运动慢； ②相同时间比较路程，路程长的运动快，路程短的运动慢； ③根据公式计算速度，直接进行比较。 类似的，要比较不同物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素： 一个是物体做功的大小；另一个是物体做功所用去的时间。 以抬水泥为例，怎样比较起重机和人工搬运做功的快慢呢？ ①将水泥板太高相同的高度，比较所需的时间，时间短的做功更快 做功相同时，时间短的做功快 ②比较在相同时间内石板提升的高度，高度高的做功更快 时间相同时，做功多的做功快 如果做功和所用时间都不相同时，怎样比较做功的快慢呢？ 我们可以用单位时间内所完成的功的多少来表示做功的快慢。 功率的概念 单位时间里完成的功叫做功率 功率的物理意义 物体做功的快慢 二、功率的计算 怎样计算功率呢？ 功率的计算公式 根据功率的定义：单位时间里完成的功叫做功率。 可以得到功率的公式为： 用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可写成： （物体做功的平均功率） 变形公式： 、 功率的单位 国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号是W。它是为了纪念英国发明家瓦特（James Watt）而命名的。 实际应用中还常用千瓦、兆瓦作为功率的单位。 ，瓦 功率的推导式 因为 故 若物体做匀速直线运动，则 故 注意事项 ①方向相同：力F和速度v方向相同； ②单位统一：F的单位是牛，v的单位是米/秒，算出的功率单位才是瓦； ③适用范围：匀速直线运动； ④解题步骤：若已知力F和速度v，直接用P＝Fv来求功率；若F和v未知，则需先推导再应用。 人和部分交通工具的功率 功率是机器的主要技术指标之一，要根据实际需要选择功率合适的机器。功率选择不当，会造成机器的浪费，或毁坏机器。 【例】起重机将质量为750千克的货物，在0.5分钟内匀速吊起6米高，起重机的功率有多大？ 解：货物的重： 起重机对货物做的功： 起重机的功率： 答：起重机的功率为1.47千瓦。 思考与讨论 因为功是能量转化的量度，所以做功的快慢也就是能量转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47千瓦的意义。 物理学中用单位时间做功的多少表示做功的快慢，物体在单位时间内所做的功叫功率。 起重机的功率1.47kW表示：起重机每秒钟机器做功1470J。 课堂小结： 1. 下列关于功率的说法中，正确的是（   ） A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功时间越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，功率越大 【答案】C 【详解】A.在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A缺少“相同时间”这一条件，故A错误； B.做相同的功，做功时间短的，功率一定大，选项B缺少“相同的功”这一条件，故B错误； C.物体做功快，即做相同的功，所用时间短，由P=可知，功率一定大，故C正确； D. 做相同的功，做功时间短的，功率一定大，没有说多少功，只说物体做功时间越长，功率越大，是不正确的，故D错误． 故选C。 2．一台机器的功率是750瓦，它表示的意思是（   ） A．这台机器1分钟做的功是750瓦 B．这台机器1分钟做的功是750焦耳 C．这台机器1秒钟做的功是750焦耳 D．这台机器1秒钟做的功是750瓦 【答案】C 【详解】功率的概念：单位时内做的功的多少，故750瓦表示的意思是这台机器1秒钟做的功是750焦耳。 故选C。 3．如图所示，一个人先后用同样大小的力F将质量不同的物体分别由光滑水平面、粗糙水平面沿力的方向移动相同的距离s，该力在这两个过程中所做的功分别为，功率分别为。下列说法中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．已知用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s，该力在这两个过程中所做的功分别为W1、W2，根据公式 可知 故A错误，故B正确； CD．由图可知，第二次推动物体的质量大于第一次推动物体的质量，又知第一次水平面光滑，第二次水平面粗糙，受到摩擦力的作用，所以第一次物体所受合力大，第一次物体运动速度快，时间短，即两个物体的运动时间为 根据公式 可知 故CD错误。 故选B。 4．如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景：图甲中小明静止时地面对双手的支持力为，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为，则 （选填“大于”“小于”“等于”）。如图乙，小明的质量为，如果小明完成10个引体向上，则他的功率是 W。 【答案】 小于 70 【详解】[1]图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力与双脚的支持力的总和等于小明自身的重力大小，因此 图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，即 因此 [2]小明的重力 由图乙可知，小明做引体向上时，上升的高度h=0.7m，因此做一次引体向上需克服重力做功 小明1min完成10个引体向上，克服重力做的总功 则他的功率为 5．学习功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。 （1）如何比较同学上楼功率，可以有多种方案： ①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较； ②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较； ③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。 可行的是 ： A．只有①     B．只有①②     C．只有②③     D．①②③都可以 （2）如果要求估测每位同学功率的大小，可根据方案 （填序号），选择必须的测量工具：刻度尺、体重计和 ； （3）相互合作，估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中，根据测量所选方案，填写表格中空缺的栏目内容 。 质量m/kg 上楼高度h/m …… …… …… 【答案】 D ① 秒表 时间t/s 【详解】（1）[1]爬楼时需要克服自身的重力做功，爬楼的功率 ①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据求出功率，直接比较功率的大小； ②控制爬楼的时间相同，测出各自的体重m和爬楼的高度h，算出爬楼做的功（即W=mgh），爬楼做的功越大，功率就越大； ③控制爬楼高度相同，测出各自的体重m和爬楼时间t，由可知，功率与有关，如果的比值越大，功率就越大。 所以三种方法都是可以的，故选D。 （2）[2][3]要求估测每位同学功率的大小，根据测出功率的值，可以用方案①； 可知需要测量的物理量有：同学的体重（m）、上楼的高度（h）、上楼所用的时间（t）；用体重计用测量体重，用卷尺测楼高，用秒表测登楼时间。 （3）[3]表格中缺少时间，故应填入时间t/s。 6．如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上以5米/秒的速度匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。 （1）雪橇运动5米，求狗的拉力对雪橇做功多少焦耳？ （2）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为多少？ （3）求狗拉雪橇做功的功率？ 【答案】见解析 【详解】（1）狗的拉力对雪橇做功为W=Fs=100N×5m=500J （2）相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛。 （3）狗拉雪橇做功的功率为。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 能量转化的量度 第2课时（导学案） 科学观念：知道功率的定义和所表示的物理意义；了解功率的计算公式、单位及运用公式进行计算。 科学思维：能用功率所表示的意义解释相关现象；并能熟练应用公式进行简单的计算。 探究实践：通过实际情景体验做功快慢的过程，理解功率计算公式的得出。 态度责任：通过学习能体会到做功的快慢实质上就是能量转化的快慢。 1. 功率的概念及计算（重点） 2. 功率的物理意义（难点） 1. 叫做功率。功率反映了 。 2.功率的计算公式： ，国际单位制中，功率的单位是 ，简称 ，单位符号是 。１瓦＝ 。实际应用中还常用 、 作为功率的单位。1千瓦＝ 瓦， 1兆瓦＝ 瓦。 3.当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs，，可得P= 。 4.比较做功的快慢有三种方法：若做功相同，比较做功的 ；若做功时间相同，比较做功的 ；若做功的多少和所用时间都不相同的情况下， 。 知识回顾 功的概念 在科学上，如果 ，并且 ，我们就说这个力对物体做了功。 功的实质 那么怎样描述能量转化的快慢呢？ 一、功率的概念 在建筑工地上需要把一块水泥板搬运到某一楼层，用起重机和人力搬运所做的功相同吗？所需的时间相同吗？ 如果用起重机来提升只需要几十秒钟；如果让工人搬运上去可能需要几十分钟 做相同的功，所需要的时间是不同的，也就是说做功的快慢是不同的 无论是人做功，还是利用机械装置来做功，都存在做功快与慢之分。 那么怎样比较做功的快慢呢？ 思考与讨论：我们是怎样比较物体运动的快慢的？ 类似的，要比较不同物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素： 一个是 ；另一个是 。 以抬水泥为例，怎样比较起重机和人工搬运做功的快慢呢？ 如果做功和所用时间都不相同时，怎样比较做功的快慢呢？ 我们可以用 来表示做功的快慢。 功率的概念 叫做功率 功率的物理意义 物体做功的快慢 二、功率的计算 怎样计算功率呢？ 功率的计算公式 根据功率的定义：单位时间里完成的功叫做功率。 可以得到功率的公式为： 用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可写成： （物体做功的平均功率） 变形公式： 功率的单位 国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号是W。它是为了纪念英国发明家瓦特（James Watt）而命名的。 实际应用中还常用千瓦、兆瓦作为功率的单位。 ，瓦 功率的推导式 因为 故 若物体做匀速直线运动，则 故 注意事项 ①方向相同：力F和速度v方向相同； ②单位统一：F的单位是牛，v的单位是米/秒，算出的功率单位才是瓦； ③适用范围：匀速直线运动； ④解题步骤：若已知力F和速度v，直接用P＝Fv来求功率；若F和v未知，则需先推导再应用。 人和部分交通工具的功率 功率是机器的主要技术指标之一，要根据实际需要选择功率合适的机器。功率选择不当，会造成机器的浪费，或毁坏机器。 【例】起重机将质量为750千克的货物，在0.5分钟内匀速吊起6米高，起重机的功率有多大？ 思考与讨论 因为功是能量转化的量度，所以做功的快慢也就是能量转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47千瓦的意义。 课堂小结： 1. 下列关于功率的说法中，正确的是（   ） A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功时间越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，功率越大 2．一台机器的功率是750瓦，它表示的意思是（   ） A．这台机器1分钟做的功是750瓦 B．这台机器1分钟做的功是750焦耳 C．这台机器1秒钟做的功是750焦耳 D．这台机器1秒钟做的功是750瓦 3．如图所示，一个人先后用同样大小的力F将质量不同的物体分别由光滑水平面、粗糙水平面沿力的方向移动相同的距离s，该力在这两个过程中所做的功分别为，功率分别为。下列说法中正确的是（　　） A． B． C． D． 4．如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景：图甲中小明静止时地面对双手的支持力为，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为，则 （选填“大于”“小于”“等于”）。如图乙，小明的质量为，如果小明完成10个引体向上，则他的功率是 W。 5．学习功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。 （1）如何比较同学上楼功率，可以有多种方案： ①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较； ②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较； ③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。 可行的是 ： A．只有①     B．只有①②     C．只有②③     D．①②③都可以 （2）如果要求估测每位同学功率的大小，可根据方案 （填序号），选择必须的测量工具：刻度尺、体重计和 ； （3）相互合作，估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中，根据测量所选方案，填写表格中空缺的栏目内容 。 质量m/kg 上楼高度h/m …… …… …… 6．如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上以5米/秒的速度匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。 （1）雪橇运动5米，求狗的拉力对雪橇做功多少焦耳？ （2）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为多少？ （3）求狗拉雪橇做功的功率？ 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $