2.1 功和机械能（课时2 功率） 课件2026-2027学年浙教版科学九年级上册

第1节 功和机械能 课时2 功率 第二章 能的转化与能量守恒 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率 功率的计算 目录 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 理解功率的物理意义， 能用公式 P＝W/t 解答相关的问题。 生活中功率应用实例的分析与计算。 教学重点： 教学难点： 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 新课导入 在生产建设中，我们不仅要注意做功的多少，还要注意完成这些功所用的时间，也就是要关注做功的快慢。 如何比较物体做功快慢呢？ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 PART 01 功率 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 怎样比较做功快慢？ （1）做功相同，比时间。 搬运相同数量的砖（做功相同），起重机用时少，则做功更快。 15分钟 2小时 800匹 800匹 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 怎样比较做功快慢？ （2）时间相同，比做功多少。 相同的时间内，起重机搬运砖块的数量多，则做功更快。 2小时 800匹 2小时 3000匹 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 怎样比较做功快慢？ 做功多少和做功时间都不相同时，又该如何比较做功快慢呢? 1小时 500匹 3小时 5000匹 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 比较运动的快慢? 比较做功的快慢? ①所用时间相同，路程大的速度快。 ②通过相同的路程，用时少的速度快。 ③路程和时间都不相同。 ①所用时间相同，做功多的做功快。 ②做相同的功，用时少的做功快。 ③做功和时间都不相同。 单位时间内通过的路程 v＝ s t 单位时间内所做功的多少 W t （比值越大，做功越快） 类比法 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 怎样比较做功快慢？ （3）归纳： 比较做功快慢的方法 ①时间相同，比较物体做功的多少，做功多的做功快。 ②做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快。 ③功与时间都不相同，用　　比较做功的快慢。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率 （1）定义：功与做功所用时间之比叫作功率。 （2）物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。 　　　　　　 功率越大，做功越快；功率越小，做功越慢。 （3）表达式： 功率＝ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率 （4）单位： ①国际单位：焦/秒，符号J/s，叫做瓦特 ，符号W。 ②常用单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 1kW=103W，1MW=103kW 1W=1J/s （1s做功1J，功率就是1W。） 瓦特（1736-1819） 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 PART 02 功率的计算 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 1. 功率计算 （1）根据功率的表达式，可以通过计算比较不同物体做功的快慢。 例题：大石头的质量为6t，起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m，起重机提升大石头的功率是多少？ g取10N/kg。 功率的计算 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 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 F = G = mg = 6×103kg×10N/kg =6×104N 大石头在拉力的方向上移动的距离 s =1m 所以拉力做的功 W = Fs = 6×104N×1m = 6×104J 起重机提升大石头的功率为 P＝ W t ＝ 6×104J 15s ＝4×103W 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率的计算 （2）功率的公式推导 ①推导：当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为 即，功率的大小等于力与速度的乘积。 P＝ W t ＝ Fs t ＝ s t ＝Fv F · P =Fv 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率的计算 ②对P =Fv的理解： 适用条件： 物体做匀速直线运动，F与v在同一条直线上。 F 速度v 比例关系： a. 当功率P一定时，F与v成反比，即速度越小，其做功的力就越大; b. 当速度v一定时，F与P成正比，即功率越大，它做功的力就越大; c. 当力F一定时，速度v与功率P成正比，即功率越大，速度越大。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 汽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。 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 思 考 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 拓展实践：比比谁的功率大 请同学们设计实验，测出自己上楼的平均功率，试试看谁的设计方案更易操作？ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 拓展实践：比比谁的功率大 【实验思路】 研究对象是人。假设人匀速上楼，人受到与自身重力相平衡的力使其升高，即 F=G=mg 人上楼做的功 W=Fs=Gh=mgh 功率 要测量学生上楼的功率 P ，需要测出质量 m 、高度 h 时间 t 三个物理量。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 拓展实践：比比谁的功率大 【实验原理】 体重计、米尺、秒表 【测量工具】 【实验步骤】 用体重计测出质量m; ①用米尺测出一个台阶的高度h，数数台阶数n; ②用秒表测出上楼所用时间t; ③用公式求出人上楼的功率P。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 拓展实践：比比谁的功率大 学生姓名 人的质量m/kg 台阶数n 台阶高度h/m 所用时间t/s 功率P/W 张三 50 20 0.15 10 147 李四 55 20 0.15 11 146 王五 48 20 0.15 9 157 【实验记录】 P＝ W t ＝ Fs t ＝ mghn t 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 功率 比较做功快慢的方法 功率的计算 功率 ①时间相同，比较物体做功的多少。 ②做功相同，比较做功的时间。 ③功与时间都不相同，用“功/时间 ”可以比较做功的快慢。 物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 定义：功与做功所用时间之比叫做功率。 公式 单位 功率 P=W/t=Fs/t =Fv 课堂总结 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 1 功和功率的大小比较 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 两个班的物理课代表甲同学和乙同学，将相同的物理作业本从一楼搬到三楼，他们所用时间分别为 40s 和 30s。关于两同学对作业本做功的情况，下列说法中正确的是（　　） A．甲同学做功较多 B．乙同学做功较多 C．甲同学做功的功率较大 D．乙同学做功的功率较大 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示，其对应的测力计示数分别为 F1 和 F2，功率分别为 P1 和 P2，则F1 F2，P1 P2（填“＞”“＜”“＝”）。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 2 功率的计算 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图1所示，在 8N 的水平拉力 F 作用下木板 A 在水平地面上水平向右运动的过程中，v﹣t 图像如图2所示，物体 B 相对于地面静止，此时弹簧测力计的读数为 3N，则（　 　） A．物体B受到的摩擦力是静摩擦力，大小是3N B．A受到地面的摩擦力大小为5N，方向是水平向左 C．若将拉力F增大到10N，地面对A物体的摩擦力为7N D．拉力对木板A做功的功率为20W 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】B 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝20N的水平向右的推力作用在B物块上，使A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两物块一起移动了60cm。下列分析正确的是（　　） A．B对A的摩擦力大小是20N，方向向右 B．A对B的摩擦力大小是20N，方向向右 C．地面对物块B的摩擦力大小是40N，方向向左 D．推力F的功率为4W 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】D 【解答】解：AB、由题知，A、B一起向右做匀速直线运动，此时A、B之间没有位置变化，即处于相对静止，故A、B间没有摩擦力的作用，即A、B的摩擦力大小为0N，故AB错误； C、将A、B看作一个整体，在水平方向上，地面对物块B的摩擦力与水平向右的推力平衡， 根据力的平衡条件可知，地面对物块B的摩擦力的大小等于推力的大小，即为20N，方向向左，故C错误； D、推力F的功率： 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图是某无人机投送快递的情景。该无人机先用 5s 的时间将 1kg 的快递沿竖直方向匀速提升到 20m 高处，再用 5s 的时间使快递沿水平方向匀速移动 30m 送到七楼的窗口。则在竖直提升过程中无人机对快递做功的功率为 W；在水平运动过程中，无人机对快递做功为 J。（不计空气阻力，g取10N/kg） 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 某国产氢燃料电池车总质量为 5×103kg，静止时与水平地面接触总面积为 0.04m2。在某次测试中沿水平面匀速直线行驶时受到的阻力是 1000N，在 60s 内行驶了 900m 的路程。求该车：（g取10N/kg） （1）本次测试行驶的平均速度。 （2）该车静止在水平地面时，对地面的压强。 （3）本次测试牵引力做功的功率。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 “绿水青山就是金山银山”，水环境质量是生态文明建设的重要内容。如图是一艘保洁船正在作业情景。若此时保洁船和垃圾的总质量为 3000kg，吃水深度为 0.7m，该船以 1500N 的牵引力在湖上匀速行驶 6km 用时 20min。（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）保洁船底部受到水的压强为多少？ （2）保洁船静止在湖面上时，排开水的体积为多少？ （3）保洁船匀速行驶时牵引力做功的功率为多少？ 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 3 功率的推导式 P＝Fv 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 一拖拉机以相同的功率在甲、乙两块地上耕作，在甲地上匀速前进 800 米用 2 分钟，在乙地上匀速前进 600 米用 1.5 分钟，则此拖拉机在甲、乙两地耕作时受到的阻力之比为（　　） A．3：4 B．4：3 C．1：1 D．2：3 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 某汽车发动机输出功率为 30 kW，恰能以 15m/s 的速度在水平路面匀速行驶 4.5km，其间发动机共做功 J，汽车行驶时受到的阻力为 N。 当汽车上坡时，只能保持 36km/h 的速度匀速行驶时，此时汽车发动机的牵引力为 　 N。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图所示，2024年5月8日我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”完成首次海试，航空母舰在某段海域以 54km/h 的速度匀速直线航行，此过程发动机的输出功率为 1.5×108 W。，g取10N/kg）求： （1）在水下 5m 深处，舰体受到海水的压强； （2）一架质量为 18t 的舰载机静止在水平甲板上，与水平甲板总接触面积为 0.5m2，该舰载机对水平甲板的压强； （3）航空母舰以 54km/h 的速度匀速直线航行时受到的牵引力。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 4 功率的比值计算 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 甲、乙两同学在进行爬杆比赛，都爬上高度相同的杆顶，甲用了 9s，乙用了 10s，甲、乙两人的体重之比是 5：6，则甲、乙两人的爬杆功率之比是（　　） A．3：4 B．4：3 C．25：27 D．27：25 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 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 2min将一桶水从一楼送到四楼，第二次用 5min 将同样的一桶水从一楼送到六楼，两次送水过程中李师傅对水桶做的功分别为 W1、W2，对水桶做功的功率分别为 P1、P2，则 W1：W2＝ ，P1：P2 ＝ 。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 5 功率的估测 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为 15s。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　） A．2W B．20W C．200W D．2000W 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 6 功、功率的图像问题 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 用弹簧测力计将沉在水底的实心物块匀速直线提升至下表面离水面 2cm 处，如图甲所示，物块被提升的速度恒定为 0.02m/s。物块提升过程中，弹簧测力计示数F与物块上升高度h的关系如图乙所示。（g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3）则（　　） A．物块浸没在水中受到的浮力为10N B．物块下表面受到水的最大压强为8.0×102Pa C．物块的密度为5.0×103kg/m3 D．物体离开水面后，弹簧测力计对物块做功的功率为0.2W 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 如图﹣1所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图﹣2所示，物体运动速度 v 与时间 t 的关系如图﹣3所示。0～2s内物体受到的摩擦力为 N；4～6s内拉力F的功率 W。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 题型 7 功率的测量实验 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 班里组织一次比赛活动，从一楼登上三楼，比比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的量是（　　） ①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间 ③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度 A．①② B．①④ C．①②③ D．②③ 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】D 【解答】解：登楼是克服自身重力在竖直方向上做功， 功率的计算公式为P， ∵每位同学上楼的高度相同， ∴不需要测量楼高，需要测量的物理量是：每个同学的质量或体重，从一楼到达三楼所用的时间。 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 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）。 A．用体重计测量自己的质量 m B．测自己平均每次跳起的高度 h（人的重心上升的高度） C．用秒表记录跳 n 次所用的 （填物理量与其对应字母） D．数据处理： （1）自己所受的重力 G＝ 。 （2）每次克服重力所做的功 W＝Gh＝ 。 （3）平均功率 P＝ 。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 小明家买了一桶水，小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼，小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。 （1）小明设计的实验步骤如下，其中不必要的是 （填字母）。 测出这桶水的重力； 测出两层楼的楼梯总长度； 测出两层楼的竖直高度； 测出上楼所用的时间； 算出他爸爸搬运这桶水的功率。 （2）小明在测量中所需要的器材有：弹簧测力计（量程足够大）、 　 和 。 练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 （3）小明设计了一个记录数据的表格，请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容。 （4）结合表中的数据，计算出小明爸爸搬运这桶水的功率 W。 两层楼的高度h/m 爸爸上楼的时间t/s 爸爸搬运这桶水的功率P/W 150 6.4 32   练习 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 【答案】（1）B（2）皮尺（或卷尺）停表（或手表、钟表）（3）这桶水的重力G/N（4）30 【解答】解：（1）对这桶水所做功的功率： P，（h为在竖直方向上升的高度，即测出两层楼的竖直高度）， （2）由（1）知，除用弹簧测力计测这桶水的重力外，还要测量h和上到二楼所用的时间t，故小明在测量中所需要的器材除弹簧测力计（量程足够大）外，故还用到：皮尺（或卷尺），秒表（或手表、钟表）； （3）根据（1），完成表格第一行中还应用：这桶水的重力G/N （4）小明爸爸搬运这桶水的功率 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 下节课再见~ 鱼肉丸饼 鱼肉丸饼 $