2021-2022学年度教科版八年级物理下册课件 第十一章第3节 功 功率(共39张PPT)

(共39张PPT)
第十一章 机械与功
第3节　功 功率　
1.掌握力学中的功的含义，理解做功的两个必要因素.
2.掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算.
3.掌握功率的定义式、推导式及单位.
4.会用功率公式进行简单计算.
5.理解功的原理.
学习目标
新课目标
新课引入
生活中常常需要把粮食、蔬菜、水果等生活用品从楼下拿到楼上，工厂里常常需要把机器、材料和产品从一个地方运送到另一个地方……这些过程需要推、拉、搬、提等，耗费一定的力气，在物理学中如何来描写这个过程呢？
观察 他们的效果相同吗？
用力推箱子
小明和小聪分别用力移动箱子，发生了什么物理现象？
小明推箱子，虽然费了力气，但箱子没有移动；小聪用力将箱子拉走了.
做 功
一
新课讲解
物理学中规定：如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离，就说力对物体做了功.
功这个物理量和什么因素有关呢？
1.功
s
F
F
F
s
物体受到了力的作用.
物体在力的方向上移动了一段距离.
①
②
发现什么共同点了吗？
2.做功的两个必要因素：
作用在物体上的力，物体在这个力的方向上移动的距离.
注意： 严格来讲，说“功”，一定要说清是哪个力做的功.有
时为了方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功.比如：人
推小车，推力做了功，常常说人做了功.
小车在推力作用下前进了一段距离
F
s
F
推力对车做了功
（作用在物体上的力）
（物体在力的方向上移动的距离）
F
注意：二者缺一不可.
必要因素
s
s
F
F
F
s
F
3.你知道用什么标准来判断是否做功吗？
人用力推车
而没推动
物体不做功的情况
有力无距离（劳而无功）
s＝0
F≠0
①
人用力推车
而没推动
s ≠ 0
F = 0
②
无力有距离（不劳无功）
冰壶在平滑的冰面上滑行
用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？
没有做功，足球水平移动了距离，但在水平方向没有受到力的作用.(无力有距离）
有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）
③
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
提箱子在水平路上走
不做功的情况
（1）物体受到力的作用，但保持静止状态
s=0，劳而无功
（2）物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动
F=0，不劳无功
（3）物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直
F⊥s，劳而无功
1.你用力推墙,墙没动你是否对墙做了功？
2.我将手中的粉笔水平丢出,粉笔在空中飞行,我是否对粉笔做了功？
有力作用在物体上,但物体没有在力的方向上移动一段距离，
力没做功.
物体没有受到力,是靠惯性移动，力没做功.
功＝力×距离
W = Fs
公 式
注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功.
1.功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积.
功的计算
二
2.功的单位和物理意义
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
W = Fs
物理意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J.
单位：焦耳
在平地上，一小朋友用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功？
10m
50N
100N
解：由 W=Fs 得
人推箱子时做的功
W1 = F1s1 =50 N×10 m=500 J
人举箱子时，
∵ 匀速举起
∴ F2 = G = 100 N
此时人做功
W2 = F2s2 = Gh =100 N × 1.5 m=150 J
甲
乙
①人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
起重机做功快.做一样多的功，起重机所用时间短.
1.怎样比较做功快慢
功率
三
甲
乙
起重机做功快.在相同的时间内，起重机做功多.
②人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
方法二：t甲= t乙时，做功多的则做功快.
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；
甲
乙
③若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？
用功与做功时间的比表示物体做功的快慢.
比较做功快慢的方法与前面学过的那个知识相似？
如何比较运动的快慢？
方法一:所用时间相同,
路程大的速度快
方法二:通过相同的路
程,用时少的速度快
方法三:看单位时间
内通过的路程
如何比较做功的快慢？
方法一:所用时间相同,做
功多的做功快
方法二:做相同的功,用时
少的做功快
方法三:看单位时间内
所做功多的做功快
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
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
甲、乙、丙做功分别是多少？
600
450
600
甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？
比较做功快慢的一般方法
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
60
30
22.5
功与做功时间的比表示物体做功的快慢
(J/min)
功
做功时间
甲做功最快，丙做功最慢.
①定义：功与完成这些功所用时间之比叫做功率.
②功率的物理意义：表示物体做功快慢的物理量.
③公式:
④单位：
国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
换算关系： 1kW=103W 1W=1J/s
P =
W
t
功率=
功
做功时间
2.功率
功率是机器的主要性能之一，选购机器时，要根据实际需要选择功率合适的机器.下图是某抽水机上的铭牌，上面标有一些数据，如下图所示.
型号：5C11
流量：52 m3 /h
吸程：10m
功率：1.2kW
功率1.2kW表示什么物理意义？
表示物体在1s内做功1 200J.
骑车功率约70 W
慢跑功率约几十瓦
蓝鲸游动时功率约 350 kW
一些运动物体的功率
例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s 内将大石头匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
解 ：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F = G = mg = 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离 s =1m
拉力做的功是：W = Fs = 6×104 N ×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
知识拓展
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F 的功率：
为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？
机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比.减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小.
P =
W
t
=
Fs
t
=
Fv
功的原理
四
使用动滑轮能省力，但不能省功.大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫作功的原理.
复杂机械是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用.这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义.
不省功的原因是什么？
因为省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功＝力×距离，所以不能省功.
功
功率
功的两个必要因素
作用在物体上的力
在力的方向上移动的距离
公式：
功率
定义：
单位时间里完成的功
物理意义：
表示物体做功的快慢
公式：
P =
W
t
单位：
W=Fs
焦耳、简称焦，符号J
=Fv
单位：
瓦特，简称瓦，符号W
功
功的原理
内容：使用任何机械都不能省功
范围：对一切机械都适用
课堂小结
1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )
举重运动员举着杠铃不动
工人将货箱从地面搬到桌上
修理工用力推汽车，车没动
大力士支撑着大轮胎静止不动
A
B
C
D
B
课堂训练
2、用200N的力，在粗糙不同的水平路面，沿水平方向分别拉重500N和800N的两辆小车匀速前进4m，则（ ）
A、拉重车做的功多
B、拉轻车做的功多
C、拉两辆车做的功一样多
D、无法确定
C
3.某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动20s，该过程中重力所做的功是_____J，拉力做的功是______J.
0
1000
4.质量为50kg的物体，用50N的水平推力使它在粗糙水平面上以2m/s的速度匀速移动10m.问(1)推力的功率多大？
(2)重力的功率多大？
解:(1)t=s/v=10m/2m/s=5s
W=Fs=50NX10m=500J
P=W/t=500J/5S=100W
(2)因为在重力方向上没有通过距离，所以W=0,P=0.
（P=W/t=FS/t=Fv=50N·2m/s =100w）
5、在20m深的矿井里，每分钟冒出地下水6m3，问应至少选用功率多大的抽水机来抽水，才能使矿井里不会积水？
解：每分钟积6m3水 G=mg=ρ水V水g
=1.0 ×103 kg/m3× 6m3 × 10N/kg
=6 ×104N
每分钟应对水做功
W=Gh=6×104J×20m=1.2×106J
抽水机的功率
P=W/t=1.2×106J/60s=2×104W=20kW
应至少选用20kW的抽水机.
6.质量为50kg的雪橇上装载了350 kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的货场.如果雪橇行进中受到的摩擦力是800Ｎ，求马运货时做的功.（g=10N/kg)
解:由于雪橇作匀速运动,所以马拉车所用的拉力与摩擦力大小相等：
F=F摩=800N
马移动的距离 s=3000m
　　所以马做的功是　
　 Ｗ＝Ｆs=800N×3000m=2.4×106J