第2节 功率（教学课件）物理新教材人教版八年级下册

第十一章 功和机械能 第2节 功率 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解功率的概念，知道功率的物理意义，能说出功率的定义、定义式和单位，并能进行简单的功率计算。 02 科学思维 能通过实例分析，比较做功的快慢，理解功率公式P=Fv的推导过程及其物理意义，并能运用该公式解释生活中的相关现象。 03 科学探究 参与“测定自身上楼功率”实验流程，可明确实验原理，选好测量工具并使用，记录数据进行计算，分析实验可能存在的误差。 04 科学态度与责任 了解功率在生产生活中的应用，认识物理知识与实际生活的联系，培养应用科学知识于实际的意识、严谨认真的科学态度和安全实验的责任意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 功率的概念、定义式及单位。 2. 功率公式P=Fv的推导和应用。 1. 功率公式P=Fv的理解和灵活应用。 2. “测定自己上楼功率”实验中，如何准确测量相关物理量以及对实验误差的分析。 1. 功的两种表述： （1）力的方向与物体移动方向 ，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为_____这个力做功。 2. 功的计算公式： 3. 做功的两个必要条件：一是_______________，二是沿力方向有移动距离。 （2）不做功的条件：__________、__________、__________。 【知识巩固：功】 相同 有力作用在物体上 克服 不劳无功 劳而无功 垂直无功 课堂引入 要把几百块砖从地面送到房顶，工人搬运可能需要几个小时，如果用起重机搬运，几分钟就可以完成。看来做功有快慢之分。你觉得应该怎样表示做功的快慢呢? 课堂引入 知识点1 比较做功快慢的方法 1.实验探究： 机械做功快慢的比较 现象探究1：运送同样多的砖到同样高的地方，用起重机比用滑轮组所需的时间短 探究分析：做功相同，用时不同，说明做功有快慢之分。做相同的功，用时短的做功快 实验结论：运送相同的砖到相同的高度，塔吊用时较短 知识点1：比较做功的快慢 探究新知 1.实验探究： 机械做功快慢的比较 现象探究2：在相同的时间内，用起重机比用滑轮组能运送更多的砖 探究分析：做功时间相同，做功多少不同，说明做功有快慢之分。用时相同，做功多的做功快 实验结论：相同的时间内，塔吊运送的砖块更多。 知识点1：比较做功的快慢 探究新知 2. 比较物体做功快慢的方法 (1)若做功相同，可比较做功时间的长短，所用时间越短，做功越快;所用时间越长，做功越慢。 (2)若做功时间相同，可比较做功的多少，做功越多，做功越快;做功越少，做功越慢。 归纳总结 做功的快慢与做功的多少及做功的时间两个因素有关 知识点1：比较做功的快慢 探究新知 知识点1：比较做功的快慢 探究新知 【典例1】某班同学进行登楼比赛，看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到相应楼层所用的时间，并将相关数据记录在表格中。（g取10N/kg） 学生 序号 学生的质量/kg 楼梯的高度/m 登楼做的功/J 所用的时间/s 甲 1 50 3 1500 5 2 50 3 1500 8 乙 3 54 6 12 4 54 3 1620 5 知识点1：比较做功的快慢 探究新知 (1)第3次实验乙同学做的功           J。分析比较实验序号           ，可以得出的初步结论是：当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快； (2)分析比较序号1和2，可以得出的初步结论是            ； (3)分析比较序号2与3，若要比较甲、乙两位同学做功的快慢，则可以比较                来确定哪位同学做功快。（选填“功与时间的比值”、“时间与功的比值”或“两者皆可”） (4)分析比较以上实验数据，可以得出登楼做功最快的是序号           。在我们所学过的物理量中，类似于这种表示“快慢”的物理量有           （写出一个）。  3240 1、4 做功相同，用时越短，做功越快 两者皆可 4 速度 知识点2 功率 1. 功率的概念 做相同的功，塔吊用时越短，则塔吊做功的效率越大，即功率越大。 相同的时间内，塔吊做功越多，即塔吊做功的效率越大，即功率越大。 知识点2：功率 探究新知 ①功率的物理意义：表示物体做功的快慢。 ②功率的定义：功与做功所用时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 ③公式: 国际单位：焦/秒，符号J/s 常用单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW)； 1kW=103W，1MW=103kW ④单位: 专门名称：瓦特 ，符号 W。 1W=1J/s 功率 P 物体在1s内所做的功为1J，则其功率为1W。 1. 功率 知识点2：功率 探究新知 功与做功所用的时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 表达式： 1 kW= 103 W 焦耳 秒 瓦特 焦耳/秒 (W) 功率= 所做的功 做功时间 P = W t 1W：1s做功1J，功率就是1W。 知识点2：功率 探究新知 介绍 经历 主要成就 詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日—1819年8月25日），英国发明家、企业家，第一次工业革命的重要人物，与著名制造商马修·博尔顿合作生产。 瓦特被誉为人类历史上最著名的发明家之一。在历史上最知名的229位发明家中，瓦特与爱迪生并列第一位。为纪念瓦特的贡献，国际单位制中的功率单位以瓦特命名。 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，使人类进入“蒸汽时代”。 物理学家 瓦特 知识点2：功率 探究新知 16 功和功率的比较 功 功率 概念 力与物体在力的方向上移动的距离的乘积 功与做功所用时间之比 物理意义 表示物体做功的多少 表示物体做功的快慢 符号 W P 计算公式 W=Fs 决定因素 力F、物体在力F方向上移动的距离s 功W、做功所用时间t 单位 焦耳(J) 瓦特(W) 联系 W=Pt 知识点2：功率 探究新知 铭牌上面标有一些数据，功率是其中的一项。选购机器时，要根据实际需要选择功率合适的机器。 ①功率是机器的主要技术性能之一 铭牌是厂家投放市场后提供的固定标识，记载厂家及技术数据，供正确使用。 2. 机器的功率 知识点2：功率 探究新知 ② 一些常见物体的功率 马长时间拉车的 功率约为450W 骑车运动员长时间功率 约70W，短时间可达1kW 特斯拉车的最大 功率约300kW 知识点2：功率 探究新知 飞机空客A380 空客A380有4台发动机，推力可达1.5×106N，最大速度约300m/s，功率4.5×108kw，45万kw。 万吨级远洋货轮的功率约为 7000kw～23000kw ③一些交通工具的功率 知识点2：功率 探究新知 P = W t = Fs t = Fv 力F 作用在物体上，物体沿力的方向以速度v 做匀速直线运动时，则力F 的功率： 单位：1W=1N • m/s 变形公式： P=Fv F v 3. 功率的推导公式 知识点2：功率 探究新知 为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？ 为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般比空载时小得多？ 分析：机车发动机的最大功率是一定的。由P=Fv可知，牵引力的大小和运动速度成反比。汽车上坡时，需要增大牵引力，所以要减小速度。 同样一辆机动车，在满载时需要的牵引力增大，则应该减小车辆的速度。 知识点2：功率 探究新知 【典例2】垃圾清扫车在创建卫生城市中大显身手。如图所示，一辆垃圾清扫车在清扫任务完成后，沿平直的路面匀速直线行驶，到达垃圾处理站，用时，行驶过程中垃圾清扫车受到的牵引力恒为。求： (1)垃圾清扫车受到的牵引力做功是多少？ 知识点2：功率 探究新知 (2)垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率是多少？ 已知垃圾清扫车行驶的时间 垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率 知识点2：功率 探究新知 【典例3】（24-25八年级下·湖南长沙·期末）如图警用机器人的质量为100kg，车轮与水平地面接触的总面积为0.01m2，按照设定程序，机器人以0.5m/s的速度在平直路面上匀速直线行驶60s，行驶过程中所受阻力为重力的0.2倍。求机器人： (1)机器人的重力； (2)机器人静止时对水平地面的压强； (3)牵引力所做的功的功率。 ， 则牵引力做功的功率为 知识点3 功率的测量 1. 设计实验： 测量你爬楼梯的功率，实验原理是什么？应测量的物理量？ 应选择的测量工具？ 分析 由P=W/t可知，要测量功率，必须测量爬楼梯所做的功W和所用的时间t。 要测自已上楼做的功，根据功的公式W=Gh，需要知道体重G和楼的高度h，所以需要测出自己的质量m、楼层的高度h。 思考 知识点3：功率的测量 探究新知 3. 实验步骤： 2. 实验器材：体重计，皮尺，秒表。 用体重计测出自己的质量m，求出自己的重力G。 用秒表测出自己上楼所用的时间t。 用皮尺测出所登楼层的高度h。 4. 计算：P G=mg 知识点3：功率的测量 探究新知 【典例4】跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 知识点3：功率的测量 探究新知 (1)用磅秤测量出 （填物理量名称及对应字母）； (2)估测自己平均每次跳起的 （人的重心上升的高度）； (3)用计时器记录跳n次所用的 （填物理量名称及对应字母）； (4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= （用以上的字母表示）； 质量m 高度h 时间t 课堂小结 ①物理意义：表示物体做功的 . 国际单位： ，符号W. ②功率的定义： ③公式: ④单位 ⑤推导公式： F 表示作用在物体上的 . v 表示物体沿力的方向做匀速直线运动的 。 常用单位：千瓦，符号 kW， 1 kW=1000W 功与做功所用时间 叫做功率，它在数值上等于 内所做的功. 功率 快慢 之比 单位时间 瓦特 P=W/t P=Fv 力 速度 1W=1J/s =1N·m/s 课堂小结 探究新知 物理量 定义 物理意义 公式 单位 功W 功率P J（焦） W（瓦） W=Fs P=W/t 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 功与做功所用时间之比叫做功率。 表示做功 的快慢 表示力 的“成效” 功与功率的区别 课堂小结 探究新知 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．关于功、功率，下列说法中正确的是（ ） A．做功越快的机械，功率越大 B．功率越大的机械，做功越多 C．火车做的功比汽车做的功多 D．运动得越慢的物体，功率越小 A 课堂练习 探究新知 2．（24-25八年级下·吉林长春·期末）甲起重机功率小于乙起重机，当两台机器正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．甲起重机做功慢 B．甲起重机做功快 C．甲起重机用时短 D．甲起重机做功少 A 课堂练习 探究新知 3．小明同学在中考体育考试中，选择了引体向上项目。如图是引体向上的示意图。小明同学在1min内做了8个规范的引体向上，则他在整个做引体向上过程中的功率最接近（　　） A．3W B．30W C．90W D．100W B 课堂练习 探究新知 4．如图老人的体重比女孩大，都从一楼爬到三楼，下列说法错误的是（　　） A．因为女孩体重小，所以做的功一定少 B．因为老人体重大，所以做的功一定多 C．若女孩比老人先到达，则女孩的功率一定大 D．若老人比女孩先到达，则老人的功率一定大 C 课堂练习 探究新知 5．在一次体育课上，甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时“4s” ，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时“3s” ，若甲、乙两人体重相等，则他们爬竿的功率之比是（ ） A．4:3 B．3:4 C．1:1 D．16:9 B 课堂练习 探究新知 6．如图所示是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2“m” 。“g” 取10“N”/“kg” ，货物所受的重力为 N，机器人提升货物的功率为 W。 课堂练习 探究新知 7．如图，用水平方向的力分别拉着同一物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动，第一次速度为v1，第二次速度为v2。已知，若两次运动的距离相同，则两次拉力做功的功率大小关系为P1 P2（选填“>”“=”或“<”）。 ＞ 8．老旧小区没装电梯的情况下，李师傅送水时会选择将水扛上楼，第一次李师傅用8min将两桶水从一楼送到四楼，第二次用10min将一桶水从一楼送到六楼，两次送水过程中李师傅对水桶做功分别为W1、W2，做功的功率分别为P1、P2，则W1∶W2= ，P1∶P2= 。 课堂练习 探究新知 6:5 3:2 【详解】[1]设楼层的高度是h，这桶水的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh知道，两次所做的功之比是 [2]由 知道，做功的功率之比是 课堂练习 探究新知 9．现有12捆书，总质量为60kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为 W；为了尽可能快地将书搬上库房，他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快搬完12捆书所用的时间是_____s。（） 3 165 50 (1)他们需要测量工具分别是：磅秤、卷尺和 ；（填写测量器材） (2)小王设计的测量步骤如下，其中多余的是______（选填序号字母）； A．测出自己的质量m B．测出楼梯的总长度L C．测出一楼到三楼的竖直高度h D．测出自己上楼所用的时间t 课堂练习 探究新知 秒表 10．学习了功率的知识后，小王和小白两位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动： B 课堂练习 探究新知 (3)利用以上所测物理量计算功率的表达式是 ； (4)测得小王的质量是60kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则小王登楼的功率是 W；（g取10N/kg） (5)他俩比赛看谁先从一楼爬到五楼，于是两人同时开始向上爬，结果小白先到五楼，小王后到五楼，已知他俩的体重相同，他俩做的功 大，功率 大。（两空均选填“小王”“小白”或“一样”） 小白 课堂练习 探究新知 11．汽车4S店在给汽车做保养时，会先使用升降台将汽车竖直向上匀速提升。如图所示，升降台在内将一辆质量为的汽车竖直向上匀速提升1.8m，g取10N/kg。求这一过程中： (1)升降台对汽车支持力做的功； 汽车的重力 因为汽车被竖直向上匀速提升，所以汽车处于平衡状态，升降台对汽车的支持力与汽车的重力是一对平衡力，大小相等， 则支持力 支持力做的功 课堂练习 探究新知 (2)支持力做功的功率。 支持力做功的功率为 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 $