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初中物理人教版八年级下册11.2 功率教学演示ppt课件
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这是一份初中物理人教版八年级下册11.2 功率教学演示ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了做功快慢，功与做功所用时间之比，单位时间，F·v，想想议议，比较做功的快慢，知识点一，建筑工地上搬砖，Jmin，表达式等内容，欢迎下载使用。
建筑大楼时需要先挖地槽, 挖土就得对土做功,如果用挖土机来做,一幢大楼的地槽用不了几天就能挖完。而如果一个人挖,恐怕一年也挖不完一幢大楼的地槽。可见,做功除了有多少之外,还有快慢的区别,那么在物理学中,怎样描述机械做功的快慢呢?
1. 结合实例理解功率的概念及功率表示的物理意义；能用功率的计算公式进行简单计算；了解功率在实际生活中的应用。
2. 通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。培养学生对生活中物理知识的学习兴趣，形成对科学的求知欲。
1. 功率是表示物体__________的物理量。2. 在物理学中，把______________________叫做功率，它在数值上等于__________内所做的功。3. 功率的公式是________，其中各字母表示的物理量分别是：W表示____，P表示_____，t 表示_______。
4. 在国际单位制中，功的单位是______，时间的单位是____，功率的单位就是_______，它有个专门的名称叫做______，简称_____，符号为_____。在工程技术上，常用千瓦（kW）作为功率的单位。1 kW=_____ W。
5. 汽车在前进时，牵引力做功在一段时间内的速 度为v，则其牵引力的功率 P = ____ = _______ = ______，由此变形式可知，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成______。
他们爬相同的楼梯时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？
做一样多的功，所用时间不同。
人与起重机，哪个做功快？ 你是怎样比较出来的？
在相同的时间内，做功多少不一样。
比较做功快慢的方法．
方法一： W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二： t甲= t乙时，做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？
例 甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：
甲、乙、丙做功分别是多少？
甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？
应选取同一标准进行比较
比较做功快慢的一般方法
选取时间为标准进行比较
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
1．功与时间之比叫做功率 数值上等于单位时间内所做的功。
常用单位：1 kW= 103 W 1 MW= 106 W
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
瓦特 James Watt英国 1736－1819
功率70 W表示：在1 s内做了70 J的功。
功率70 W表示什么物理意义？
例1 大石头质量为6 t，起重机在15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？g取10N/kg。
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 = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N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 = 6×104 N ×1 m = 6×104 J功率起重机提升大石头的功率是4×103W。
请大家思考：起重机的电动机做功的功率也是4×103W吗？为什么？
不是的，因为起重机的电动机除了提升物体做功外，还要克服起重机自身部分重力，如钢绳重力做功，还有机器部件间的摩擦力做功，这些功合起来肯定要大于4×103W。
例2 在抗旱工作中，某单位帮助一个扶贫 村打了一口地下水井，并在地面上修建了一个深2m，能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。（g 取10N/kg）求：（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功。（2）水池装满水后，水对池底的压强。（3）将30t的水从井中抽到水池中需要1h，则这台抽水机的功率不得低于多少瓦？
解 ：（1）水的质量：m = 30t = 30×103kg = 3×104kg，水受到的重力：G = mg = 3×104kg×10N/kg = 3×105N，抽水机对水做的功：W = Gh = 3×105N×30m = 9×106J.
（2）水池中水深 h = 2m，则水对池底的压强：p = ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa.（3）抽水机抽水的时间 t = 1h = 3600s，则抽水机的功率至少是
推导功率的计算公式 P = Fv
由W = Fs、 可得
（1）当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小。（2）当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比。（3）当物体速度一定时，牵引力越大，它的功率越大。
公式 P = Fv 表示什么物理意义？
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
例3 判断下面说法是否正确，正确的打√， 错误的打×。（1）机器的功率越大，做功越多。 （ ）（2）做功越多的机器，功率就越大。 （ ）（3）做功的时间越少，功率就越大。 （ ）（4）机器的功率越大，做功越快。 （ ）（5）机器运行的速度越大，机械做功越多。 （ ）
例3 判断下面说法是否正确，正确的打√， 错误的打×。 （6）功率小的机械做功可以比功率大的机械做功多。 （ ）（7）在动力 F 相同时，机械的速度越大，做功越快。 （ ）
例4 在平直公路上匀速行驶的汽车，发动机 的实际输出功率为60kW，速度为30m/s，则下列说法中错误的是（ ） A.汽车受到的牵引力是2000NB.汽车受到的阻力是2000NC.牵引力做功是60000JD.行驶10s牵引力做功6×105J
W = Pt =60000W×10s=6×105J
例5 如图所示是轻型水陆两栖飞机，可用 于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg。问：
解：（1）飞机停在水面时，F浮=G，即ρ水gV排=mg，所以
（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少？
（2）飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即 F=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N， 飞机发动机的功率 P=Fv=4000N×360km/h=4000N×100m/s=4×105W.
（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少？
（3）方法一：飞机飞行4h时，飞机发动机所做的功为 W = Pt = 4×105W×4h= 4×105W×4×3600s = 5.76×109J.方法二：飞机飞行4h时，所飞行的路程是s = vt =360km/h×4h=1440km=1.44×106m，飞机发动机所做的功为W = Fs =4000N×1.44×106m=5.76×109J.
（3）若飞机飞行4h，则飞机发动机所做的 功是多少？
已知功率 P = Fv，作为汽车来说，最大输出功率 P 是一定的，因此Fv = P（定值），可见，牵引力与速度成反比，所以，汽车上坡时因需要的牵引力越来越大，速度越来越小，司机要换挡减速；换句话说，如果需要同等大小的牵引力的条件下，功率大的汽车，上坡速度快些。
汽车的输出功率与牵引力、速度之间有什么关系？
在匀速直线运动中，瞬时速度与平均速度相等。
1．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，可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是：（1）________________________________________________；（2）_________________________________________________。
做同样的功，比较用时多少，时间少的 做功快
在相同的时间内，比较做功的多少，做 功多的做功快
2.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（ ）A.甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对
3.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（ ）A.运动员的质量B.攀岩的高度C.攀岩所用的时间D.运动员的身高
解析：攀岩是克服自身的重力做功，功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积。
功率是表示物体做功快慢的物理量
瓦特，符号W，1kW = 1000W
例1（2018•徐州）一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段坑洼路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（ ）
例2 （2018•荆门）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经l5s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。其ν-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：（1）整个过程中发动机做的功；（2）汽车的最大速度ν最大。
解：（1）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间： t=15s+25s=40s， 由P= 可得，整个过程中发动机做的功： W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J； （2）汽车的重力：G=mg=2 000kg×10N/kg=2×104N， 由题意和图象可知，15~40s汽车的速度最大且做匀速直线运动，根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力： F=f=0.2G=0.2×2×104N=4 000N， 由P=Fv可得，汽车的最大速度：v最大= =20m/s；
1. 下列四组数据给出了4个力做功与做功所用的时间，其中功率最大的是（ ）A．40 J，8 s B．80 J，8s C．80 J，10 s D．90 J，10 s
2. 一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，下列说法中错误的是 ( )A. 爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B. 爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C. 爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大D. 爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
3. 如图所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中，不需要测量的是 ( )A. 他的质量B. 单杠的高度C. 每次身体上升的高度D. 做“引体向上”的时间
4. 中考体育测试的跳绳项目中，某同学在1 min内跳了180次，每次跳的高度大约为5 cm。他跳绳时的功率大约为 ( )A. 1 000 W B. 100 W C. 10 W D. 1 W
5. 如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v-t图象，则 （ ）A．区域①路面的粗糙程度 比②的大 B．拉力在区域①中做功的 功率比②的小 C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N D．物块在区域③上运动的时间可能为1s
如图甲所示的是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过120 s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V=2 m3，密度ρ=3×103 kg/m3，已知物体浸没在水中上升的过程中，钢绳提升物体的功率P=40 kW，(忽略水的阻力和钢绳重，海水的密度取ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg)求:(1)物体浸没在水中上升的过程中，钢绳 提升物体的拉力。(2)物体全部离开水面后上升的过程中， 钢绳提升物体的功率。
解：(1)物体的重力 G=mg=ρVg=3×103 kg/m3×2 m3×10 N/kg=6×104 N; 物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N; 钢绳提升物体的拉力 F拉=G-F浮=6×104 N-2×104 N=4×104 N。 (2)由P=Fv得，物体上升的速度v= =1 m/s; 离开水面后钢绳提升物体的功率: P'=F'v=Gv=6×104 N×1 m/s=6×104 W=60 kW。
建筑大楼时需要先挖地槽, 挖土就得对土做功,如果用挖土机来做,一幢大楼的地槽用不了几天就能挖完。而如果一个人挖,恐怕一年也挖不完一幢大楼的地槽。可见,做功除了有多少之外,还有快慢的区别,那么在物理学中,怎样描述机械做功的快慢呢?
1. 结合实例理解功率的概念及功率表示的物理意义；能用功率的计算公式进行简单计算；了解功率在实际生活中的应用。
2. 通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。培养学生对生活中物理知识的学习兴趣，形成对科学的求知欲。
1. 功率是表示物体__________的物理量。2. 在物理学中，把______________________叫做功率，它在数值上等于__________内所做的功。3. 功率的公式是________，其中各字母表示的物理量分别是：W表示____，P表示_____，t 表示_______。
4. 在国际单位制中，功的单位是______，时间的单位是____，功率的单位就是_______，它有个专门的名称叫做______，简称_____，符号为_____。在工程技术上，常用千瓦（kW）作为功率的单位。1 kW=_____ W。
5. 汽车在前进时，牵引力做功在一段时间内的速 度为v，则其牵引力的功率 P = ____ = _______ = ______，由此变形式可知，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成______。
他们爬相同的楼梯时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？
做一样多的功，所用时间不同。
人与起重机，哪个做功快？ 你是怎样比较出来的？
在相同的时间内，做功多少不一样。
比较做功快慢的方法．
方法一： W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二： t甲= t乙时，做功多的则做功快。
若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？
例 甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10 N，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：
甲、乙、丙做功分别是多少？
甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？
应选取同一标准进行比较
比较做功快慢的一般方法
选取时间为标准进行比较
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
1．功与时间之比叫做功率 数值上等于单位时间内所做的功。
常用单位：1 kW= 103 W 1 MW= 106 W
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
瓦特 James Watt英国 1736－1819
功率70 W表示：在1 s内做了70 J的功。
功率70 W表示什么物理意义？
例1 大石头质量为6 t，起重机在15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？g取10N/kg。
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 = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N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 = 6×104 N ×1 m = 6×104 J功率起重机提升大石头的功率是4×103W。
请大家思考：起重机的电动机做功的功率也是4×103W吗？为什么？
不是的，因为起重机的电动机除了提升物体做功外，还要克服起重机自身部分重力，如钢绳重力做功，还有机器部件间的摩擦力做功，这些功合起来肯定要大于4×103W。
例2 在抗旱工作中，某单位帮助一个扶贫 村打了一口地下水井，并在地面上修建了一个深2m，能储存30t水的水池。已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。（g 取10N/kg）求：（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功。（2）水池装满水后，水对池底的压强。（3）将30t的水从井中抽到水池中需要1h，则这台抽水机的功率不得低于多少瓦？
解 ：（1）水的质量：m = 30t = 30×103kg = 3×104kg，水受到的重力：G = mg = 3×104kg×10N/kg = 3×105N，抽水机对水做的功：W = Gh = 3×105N×30m = 9×106J.
（2）水池中水深 h = 2m，则水对池底的压强：p = ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa.（3）抽水机抽水的时间 t = 1h = 3600s，则抽水机的功率至少是
推导功率的计算公式 P = Fv
由W = Fs、 可得
（1）当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小。（2）当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比。（3）当物体速度一定时，牵引力越大，它的功率越大。
公式 P = Fv 表示什么物理意义？
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
例3 判断下面说法是否正确，正确的打√， 错误的打×。（1）机器的功率越大，做功越多。 （ ）（2）做功越多的机器，功率就越大。 （ ）（3）做功的时间越少，功率就越大。 （ ）（4）机器的功率越大，做功越快。 （ ）（5）机器运行的速度越大，机械做功越多。 （ ）
例3 判断下面说法是否正确，正确的打√， 错误的打×。 （6）功率小的机械做功可以比功率大的机械做功多。 （ ）（7）在动力 F 相同时，机械的速度越大，做功越快。 （ ）
例4 在平直公路上匀速行驶的汽车，发动机 的实际输出功率为60kW，速度为30m/s，则下列说法中错误的是（ ） A.汽车受到的牵引力是2000NB.汽车受到的阻力是2000NC.牵引力做功是60000JD.行驶10s牵引力做功6×105J
W = Pt =60000W×10s=6×105J
例5 如图所示是轻型水陆两栖飞机，可用 于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg。问：
解：（1）飞机停在水面时，F浮=G，即ρ水gV排=mg，所以
（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少？
（2）飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即 F=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N， 飞机发动机的功率 P=Fv=4000N×360km/h=4000N×100m/s=4×105W.
（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少？
（3）方法一：飞机飞行4h时，飞机发动机所做的功为 W = Pt = 4×105W×4h= 4×105W×4×3600s = 5.76×109J.方法二：飞机飞行4h时，所飞行的路程是s = vt =360km/h×4h=1440km=1.44×106m，飞机发动机所做的功为W = Fs =4000N×1.44×106m=5.76×109J.
（3）若飞机飞行4h，则飞机发动机所做的 功是多少？
已知功率 P = Fv，作为汽车来说，最大输出功率 P 是一定的，因此Fv = P（定值），可见，牵引力与速度成反比，所以，汽车上坡时因需要的牵引力越来越大，速度越来越小，司机要换挡减速；换句话说，如果需要同等大小的牵引力的条件下，功率大的汽车，上坡速度快些。
汽车的输出功率与牵引力、速度之间有什么关系？
在匀速直线运动中，瞬时速度与平均速度相等。
1．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，可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是：（1）________________________________________________；（2）_________________________________________________。
做同样的功，比较用时多少，时间少的 做功快
在相同的时间内，比较做功的多少，做 功多的做功快
2.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（ ）A.甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对
3.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（ ）A.运动员的质量B.攀岩的高度C.攀岩所用的时间D.运动员的身高
解析：攀岩是克服自身的重力做功，功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积。
功率是表示物体做功快慢的物理量
瓦特，符号W，1kW = 1000W
例1（2018•徐州）一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段坑洼路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（ ）
例2 （2018•荆门）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经l5s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。其ν-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：（1）整个过程中发动机做的功；（2）汽车的最大速度ν最大。
解：（1）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间： t=15s+25s=40s， 由P= 可得，整个过程中发动机做的功： W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J； （2）汽车的重力：G=mg=2 000kg×10N/kg=2×104N， 由题意和图象可知，15~40s汽车的速度最大且做匀速直线运动，根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力： F=f=0.2G=0.2×2×104N=4 000N， 由P=Fv可得，汽车的最大速度：v最大= =20m/s；
1. 下列四组数据给出了4个力做功与做功所用的时间，其中功率最大的是（ ）A．40 J，8 s B．80 J，8s C．80 J，10 s D．90 J，10 s
2. 一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，下列说法中错误的是 ( )A. 爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B. 爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C. 爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大D. 爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
3. 如图所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中，不需要测量的是 ( )A. 他的质量B. 单杠的高度C. 每次身体上升的高度D. 做“引体向上”的时间
4. 中考体育测试的跳绳项目中，某同学在1 min内跳了180次，每次跳的高度大约为5 cm。他跳绳时的功率大约为 ( )A. 1 000 W B. 100 W C. 10 W D. 1 W
5. 如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v-t图象，则 （ ）A．区域①路面的粗糙程度 比②的大 B．拉力在区域①中做功的 功率比②的小 C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N D．物块在区域③上运动的时间可能为1s
如图甲所示的是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过120 s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V=2 m3，密度ρ=3×103 kg/m3，已知物体浸没在水中上升的过程中，钢绳提升物体的功率P=40 kW，(忽略水的阻力和钢绳重，海水的密度取ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg)求:(1)物体浸没在水中上升的过程中，钢绳 提升物体的拉力。(2)物体全部离开水面后上升的过程中， 钢绳提升物体的功率。
解：(1)物体的重力 G=mg=ρVg=3×103 kg/m3×2 m3×10 N/kg=6×104 N; 物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N; 钢绳提升物体的拉力 F拉=G-F浮=6×104 N-2×104 N=4×104 N。 (2)由P=Fv得，物体上升的速度v= =1 m/s; 离开水面后钢绳提升物体的功率: P'=F'v=Gv=6×104 N×1 m/s=6×104 W=60 kW。
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