一

八年級(jí)下·

物理(北師大版)第九章機(jī)械和功第

4

節(jié)

比較做功的快慢☆(FIRST

PARTSECOND

PARTTHIRD

PARTFOURTH

PART教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容練習(xí)思考課后作業(yè)目錄CONTENT01020304教學(xué)目標(biāo)1.知道什么是功率。能說(shuō)出功率的物理意義，并能寫出

功率的定義式及其單位。(物理觀念、科學(xué)思維)2.能結(jié)合生活中的實(shí)例說(shuō)明功率的含義。(物理觀念)3.能應(yīng)用功率的定義式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，并能利用功率

的概念設(shè)計(jì)測(cè)量生活中功率的大小。(物理觀念、科學(xué)探

究)【知識(shí)鞏固：功】1.功的兩種表述：(1)力的方向與物體移動(dòng)方向

相同

，稱為力對(duì)物體做功。(2)力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，可以稱為克

服這個(gè)力做功。2.功的計(jì)算公式：3.

做功的兩個(gè)必要條件：

一是有力作用在物體上，二是沿力方向有移動(dòng)

距離

。(2)不做功的條件：

不勞無(wú)功、

勞

而

無(wú)

功

、

垂直無(wú)功

O課堂引入(建筑大樓時(shí)需要先挖地槽，挖土就得對(duì)土做功，如果用挖土機(jī)來(lái)做，一幢大樓的地槽用不了幾天就能挖完。而如果一個(gè)人挖，恐怕一課堂引入年也挖不完一幢大樓的地槽?？梢?jiàn)，做功除了有多少之外，還有快慢第4節(jié)比較做功的快慢在物理學(xué)中，怎樣比較機(jī)械做功的快慢呢?的區(qū)別

。知識(shí)點(diǎn)1比較做功快慢的方法一、比較做功快慢的方法1.實(shí)驗(yàn)探究：機(jī)械做功快慢的比較現(xiàn)象探究1:運(yùn)送同樣多的磚到

同樣高的地方，用起重機(jī)比用

滑輪組所需的時(shí)間短00:

10:00

D0:00:00

D0:04:00實(shí)驗(yàn)結(jié)論：運(yùn)送相同的磚到相同的高度，塔吊用時(shí)較短

探究分析：做功相同，用時(shí)不同，說(shuō)明做功有快慢之分。做相

同的功，用時(shí)短的做功快o

區(qū)一、比較做功快慢的方法1.實(shí)驗(yàn)探究：機(jī)械做功快慢的比較現(xiàn)象探究2:在相同的時(shí)間內(nèi)，用起重機(jī)比用滑輪組能運(yùn)送更

甲

乙多的磚00

:10:00

00:00:00

00

:10:00實(shí)驗(yàn)結(jié)論：相同的時(shí)間內(nèi)，塔吊運(yùn)送的磚塊更多。探究分析：做功時(shí)間相同，做功多少不同，說(shuō)明做功有快慢之分。用時(shí)相同，做功多的做功快一、比較做功快慢的方法2.

比較物體做功快慢的方法(1)若做功相同，可比較做功時(shí)間的長(zhǎng)短，所用時(shí)間越短，做功越快；

所用時(shí)間越長(zhǎng)，做功越慢。(2)若做功時(shí)間相同，可比較做功的多少，做功越多，做功越快；做功

越少，做功越慢。通過(guò)以上兩種方法的比較，說(shuō)明做功的快慢與做功的多少和做功

時(shí)間這兩個(gè)因素都有關(guān)系。歸納總結(jié)

做功的快慢與做功的多少及做功的時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)【例題1】我們可以用兩種方法來(lái)比較物體做功的快慢。如圖所示，用挖掘機(jī)挖土比人力挖土做功快，所用的比較方法是：做功時(shí)間相同，

比較做功多少。另一種比較做功快慢的方法是：

做功

_相同，比一、比較做功快慢的方法較

做功的時(shí)間

。甲

乙00:10:00

00:00:00

00

:10:00相同的時(shí)間內(nèi)，塔吊做功越多，即塔吊做功的小了越大，即功

率越大。二

、功率

(做相同的功，塔吊用時(shí)越短，則塔吊做功的效率越大，及功

率越大。1.

功率的概念1.

功率①功率的物理意義：表示物體做功的快慢。②功率的定義：功與做功所用時(shí)間之比叫做功率，它在數(shù)值上等

于單位時(shí)間內(nèi)所做的功。國(guó)際單位：焦/秒，符號(hào)J/s專門名稱：瓦特，符號(hào)

W

。

1W=1J/s常用單位：千瓦(kW)、

兆瓦(MW);1kW=103W,1MW=103kW二

、功率

(物體在1s內(nèi)所做

的功為1J,

則其

功率為1W。功時(shí)間③

公

式

：④

單

位

：P=,功率=功與做功所用的時(shí)間之比叫做功率，它在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功。焦耳/秒

→

瓦特

(W)1W:1s

做功1J,

功率就是1W。二、功率P=,月1kW=103W所做的功做功時(shí)間表達(dá)式：功率=物理學(xué)家詹姆斯

·

瓦特

(James

Watt,1736年1

月19日

—

1819年8月25日),英國(guó)發(fā)明

家、企業(yè)家，第一次工業(yè)革命的重要人物，

與著名制造商馬修

·

博爾頓合作生產(chǎn)。瓦特被譽(yù)為人類歷史上最著名的發(fā)明家之一。在歷史上最知名的229位發(fā)明家中，瓦

特與愛(ài)迪生并列第一位。為紀(jì)念瓦特的貢獻(xiàn)，國(guó)際單位制中的功率單位以瓦特命名。>1776年制造出第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的蒸汽機(jī)。以后又經(jīng)過(guò)一系列重大

改進(jìn)，使之成為“萬(wàn)能的原動(dòng)機(jī)”,在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開(kāi)

辟了人類利用能源新時(shí)代，使人類進(jìn)入“蒸汽時(shí)代”。瓦特介紹經(jīng)歷主要成就二、功率(功功率概念力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積功與做功所用時(shí)間之比物理意義表示物體做功的多少P=表示物體做功的快慢符號(hào)WP計(jì)算公式W=Fs決定因素力F、物體在力F方向上移動(dòng)的距離s功W、做功所用時(shí)間t單位焦耳(J)瓦特(W)聯(lián)系W=Pt二、功率功和功率的比較二

、功率

(2.機(jī)器的功率①功率是機(jī)器的主要技術(shù)性能之一銘牌是廠家投放市場(chǎng)后提供的固定標(biāo)識(shí)，記載廠家及技術(shù)數(shù)據(jù)，供正確使用。銘牌上面標(biāo)有一些數(shù)據(jù)，功率是其中的一項(xiàng)。選購(gòu)機(jī)器時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需要選擇功率合適的機(jī)器。ETP

轉(zhuǎn)臺(tái)式自動(dòng)鎖螺絲機(jī)號(hào)

：EA-2010

電壓：220V功

率：2.5kW

重量

：出廠時(shí)間：2016年11月5日出廠編號(hào)：ETPS2016110501Http://www.ETP168.com服務(wù)熱線：400691

189252(深圳市易特博科技有限公司產(chǎn)品容量

3.3L額定頻率

50

Hz產(chǎn)品尺寸343×254

1000W

58×25產(chǎn)品型號(hào)

額定電壓

額定功率產(chǎn)品凈重A6366220V1000W4.0kg產(chǎn)品參數(shù)二

、功率②一些常見(jiàn)物體的功率馬長(zhǎng)時(shí)間拉車的

功率約為450W空客A380

有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，推力可達(dá)1.5×106N,最大速度約300m/s,功率4.5×108kw,四十五萬(wàn)kw。二、功率萬(wàn)噸級(jí)遠(yuǎn)洋貨輪的功率約為7000kw～23000kw③一些交通工具的功率3.

功率的推導(dǎo)公式力F作用在物體上，物體沿力的方向以速度v

做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，則力F

的功率：二

、功率單位：1W=1N·m/s變形公式：解

：因?yàn)槠鹬貦C(jī)勻速，大石頭的拉力與大石頭所受的重力相等，即F=G=mg=6×103kg×10N/kg

=6×10?N石頭在拉力方向上移動(dòng)的距離s=1m拉力做的功是：W=Fs=6×10?N×1m=6×10?J起重機(jī)提升大石頭的功率是P==6×15=4×103w【典例2】大石頭質(zhì)量為6t,起重機(jī)的吊鉤在15s內(nèi)將大石頭勻速提升了

1m,起重機(jī)提升大石頭的功率是多少?二

、功率分析：機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率是一定的。

由P=F

可知，牽引力的大小和運(yùn)動(dòng)速度成

反比。汽車上坡時(shí)，需要增大牽引力，所以要減小速度。同樣一輛機(jī)動(dòng)車，在滿載時(shí)需要的牽引

力增大，則應(yīng)該減小車輛的速度。為什么汽車上坡時(shí)，司機(jī)經(jīng)常用換擋的方法減小速度?為

什么同樣一輛機(jī)動(dòng)車，在滿載時(shí)的行駛速度一般比空載時(shí)小

得多?二

、功率

(?

想一想【例3】某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為8×10?W,當(dāng)汽車在額定功率下勻速行駛時(shí)，受到的阻力為2000N,

求：(1)汽車的行駛速度；(2行駛5分鐘牽引力所做的功。解

(1)由于汽車勻速行駛，處于平衡態(tài)，牽引力與阻力是平衡力，故發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力為F=f=2000N(2)行駛5分鐘牽引力所做的功為W=Pt=8×10?W×5×60s=24×10J二、功率二

、功率【典例4】一輛小轎車以20m/s的速度在水平公路勻速行駛，受到的阻力是900N。設(shè)行駛過(guò)程中小轎車的功率始終保持不變。(1)求小轎車在水平路面行駛300m的過(guò)程中，其牽引力所做的功；(2)要使小轎車的牽引力增大為原來(lái)的2倍，其行駛速度應(yīng)為多少。解：(1)小轎車在水平路面勻速行駛，所以小轎車受到的牽引力和受到的阻力

是一對(duì)平衡力，則小轎車受到的牽引力為F=f=900N小轎車在水平路面行駛300m的過(guò)程中，其牽引力所做的功W=Fs=900N×300m=2.7×105J(2)小轎車的功率為P=Fv=900N×20m/s=1.8×10?W行駛過(guò)程中小轎車的功率始終保持不變，根據(jù)P=Fv可得，要使小轎車的牽引力增大為原來(lái)的2倍。其行駛速度應(yīng)為v=5=

條=1380“=10m

s知識(shí)點(diǎn)3

測(cè)定功率的大小1.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：思考測(cè)量你爬樓梯的功率，實(shí)驗(yàn)原理是什么?應(yīng)測(cè)量的物理量?

應(yīng)選擇的測(cè)量工具?●分析由P=W/t可知，要測(cè)量功率，必須測(cè)量爬樓梯所做的功W和所用的時(shí)

間t。要測(cè)自已上樓做的功，根據(jù)功的公式W=Gh,

需要知道體重G

和

樓的高度h,

所以需要測(cè)出自己的質(zhì)量m、

樓層的高度h。三、測(cè)定功率的大小3.

實(shí)驗(yàn)步驟：用體重計(jì)測(cè)出自己的質(zhì)量m,

求出自己的重力G。

用皮尺測(cè)出所登樓層的高度h。用秒表測(cè)出自己上樓所用的時(shí)間t。三、測(cè)定功率的大小2.

實(shí)驗(yàn)器材：體重計(jì)，皮尺，秒表。4.

計(jì)算人上樓的功率：功率。為此：(1)測(cè)量功率的原理是

_

;(2)小軍同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下，其中多余的是

B

;A.

測(cè)出自己的質(zhì)量mB.

測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度LC.

測(cè)出一樓到三樓的豎直高度hD.

測(cè)出自己從一樓登上三樓所用的時(shí)間t(3)小軍需要的器材有：體重計(jì)、

秒表

米

尺；三、測(cè)定功率的大小【典例5】如圖所示，小軍同學(xué)從一樓跑到三樓，他想通過(guò)登樓梯來(lái)估測(cè)自己的小軍的質(zhì)量m/kg登樓的高度h/m登樓梯時(shí)間t/s登樓梯的功率P/W(4)下表是小軍設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格，根據(jù)要記錄的數(shù)據(jù)，請(qǐng)把表格表頭補(bǔ)充完整：三、測(cè)定功率的大小(5)利用上面所測(cè)的物理量，寫出計(jì)算功率的表達(dá)式課堂小結(jié)①物理意義：表示物體做功的

快慢②功率的定義：功與做功所用時(shí)間

之比

叫做功率，它在數(shù)值上等

于

單位時(shí)間

內(nèi)所做的功.P=W/t國(guó)際單位：瓦特

,符號(hào)W.1W=1J/s=1N·m/s常用單位：千瓦，符號(hào)

kW,1kW=1000W⑤推導(dǎo)公式：

P=FvF

表示作用在物體上的

力v

表示物體沿力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的

速

度③公式：④單位功率物理量定義物理意義公式單位功

W功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。表示力的“成效”W=FsJ

(

焦

)功率P功與做功所用時(shí)間

之比叫做功率。表示做功

的快慢P=W/tW

(

瓦

)課堂小結(jié)功與功率的區(qū)別1.關(guān)于功率的說(shuō)法，正確的是

(

B

)A.做功越多，功率越大B.

單位時(shí)間內(nèi)所做的功越多，功率越大C.

作用力越大，功率越大D.功率大的機(jī)器比功率小的機(jī)器做功多課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.引體向上是一種簡(jiǎn)單易行的體育鍛煉活動(dòng)，小明同學(xué)每分鐘按標(biāo)準(zhǔn)完成了20個(gè)引體向上，在這一過(guò)程中，小明消耗的功率最接近(

C)A.1W

B.10W

C.100W

D.1000W【詳解】小明同學(xué)的質(zhì)量大約為：m=50kg,身體上升高度約為h=0.6m,t=1min,n=20,小明同學(xué)的體重G=mg=50kg×10N/kg=500N做一次引體向上需克服重力做的功W=Gh=500N×0.6m=300J1min內(nèi)做的總功W=20W=20×300J=6000J小明同學(xué)的功率約為P=“e00-100w【詳解】AB.由圖像可知，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力等于摩擦力，同一物體對(duì)水平面壓力相等，接觸面的粗糙程度不變，故物體受到的摩擦力相等，拉力相同，根據(jù)W=Fs

可知，運(yùn)

動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，所做的功越大，由圖可知，SoA>SAB,

則WoA>WAB,

故AB

不符合題意；CD.

運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同都是6s,

相同時(shí)間內(nèi)，做功越多，功率越大，即PoA>PAB,

故C不符合題意，D符合題意。3.物體在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示。圖像中OA

段拉力對(duì)物體做的功和功率分別為WoA

和PoA,AB

段

拉力對(duì)物體做的功和功率分別為WAB和PAB。根據(jù)圖

像分析可知(

D

)A.WoA<WAB

B.WoA=WAB

C.PoA<PAB課堂練習(xí)

(◎【詳解】[1]扶梯對(duì)它做的功是克服人的重力做功，則扶梯對(duì)他做的功是W=Gh=40kg×10N/kg×3m=1200J[2]由勾股定理可知，小華沿著扶梯向上移動(dòng)的距離是s=√(3m)2+(4m)2=5m小華沿著扶梯豎直上升3m所用的時(shí)間是t=5=05m/s=10s則