11.2 怎样比较做功的快慢 课件 2022--2023学年沪粤版九年级物理上册(共28张PPT)

(共28张PPT)
第 2 节 怎样比较做功的快慢
第十一章 机械功与机械能
1.知道功率的概念及物理意义.
2.掌握功率的定义式、推导式及单位.
3.会用功率公式进行简单计算.
4.了解功率在实际生活中的应用.
学 习 目 标
挖沟的时候，可以人工挖，也可以用挖掘机挖．
比较看看，工作时哪种方法省时省力效率高？
新 课 引 入
人与起重机，哪个做功快？
你是怎样比较出来的？
做一样多的功，所用时间不同。
甲
乙
新 课 讲 解
一、怎样比较做功的快慢
在相同的时间内，做功多少不一样。
人与起重机，哪个做功快？
你是怎样比较出来的？
甲
乙
比较做功快慢的方法．
方法一： W甲=W乙时，用时短的则做功快；
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？
甲
乙
总结
想一想
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
所做功的多少
类 比
1．定义：在物理学中，把做功的多少与所用时间的比叫做功率
数值上等于单位时间内所做的功。
2．表达式：
3．国际单位：
常用单位：1 kW= 103 W 1 MW= 106 W
（P）
焦耳
秒
瓦特
焦耳/秒
(瓦、W)
二、功率
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
拓展
人体心脏的功率
　　　　心脏是强劲有力的器官。按照瓦特数衡量，它足以同一盏写字台荧光灯相比拟。一个成年人的心脏，在正常坐定不动的情况下，心脏的功率约为5瓦。在睡着时，因为新陈代谢减弱了，下降到2瓦。一个运动员，在一般运动中，心脏可以提供２０瓦动力。从工程角度看，心脏简直是一台了不起的发动机，人体心脏的功率水平，能适应负荷的大幅度变动；它的效率很高，以致任何人造装备，都无法相比。更为突出的是，心脏能自动地调节到所需的功率，而不需要它的主人作出任何有意识的努力。这些属性在人造心脏中加以模拟复制。最新设计的钚动力人造心脏，功率大约30瓦。
拓展
一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。
型号：5C11
流量：52m3 /h
吸程：10m
功率：1.2kW
功率1.2kW表示什么物理意义？
表示机器在1s内做功1200J。
抽水机
拓展
功率是机器的主要技术性能之一，选购机器考虑它的功率时要从实际出发．
注 意
一些常见物体的功率
长时间运动时人的功率为数十瓦，优秀运动员短时间的功率可达1 kW
长时间运动的马的功率为数百瓦
了 解
蓝鲸游动时的功率可达350 kW
万吨级远洋货轮发动机的功率可达10 000 kW以上
小轿车发动机的功率可达数十千瓦至二百千瓦
飞机发动机的功率可达1 000 kW以上
图（a）所示的起重机吊起的建筑材料重2000N，高度为10m，所用时间为10s；图（b）所示的滑轮吊起的建筑材料重200N，高度也为10m，所用时间为20s，它们做功的功率各是多少？哪个功率大？
想一想
图（a）：
= / = / =2000N×10m/10s=2000W
图（b）：
200N×10m/20s=100W
起重机的功率大
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
典例
一台电动机用2 min将一辆观光缆车运送到200 m高的山顶，做功1.2×106 J，它的功率是多少？一个质量60 kg的人，从山脚爬到山顶，大约需要20 min，这个人做功的功率大约是多少？
已知：W = 1.2×106 J t1= 2 min m = 60 kg t2= 20 min 200 m
解：
练一练
测量的物理量：体重、楼层高度、上楼时间。
测量工具：体重计（磅秤）、卷尺、秒表。
原理：
活 动
全班同学分成几组，每组选出男、女同学各一名，让他们以最快的速度登上教学大楼的某一楼层。为了比较二人做功时的功率，你需要测量哪些物理量？怎样测量？
实验数据记录表：
讨论
两名同学功率不同的原因是什么？
体重
上楼时间
我们在测量上楼的功率时，发现对于同一个人如果上楼的速度快，他的功率就大。那么功率与物体的运动的速度有关吗？
讨 论
物体受拉力，沿拉力方向做匀速直线运动时，
则拉力的功率:
拓 展
思考：为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？
分析：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.减小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.
功率是表示物体做功快慢的物理量.
把做功的多少与所用时间的比叫做功率.
3.功率的表达式：功率＝
4.单位
1.物理意义:
2.定义:
常用单位：千瓦（kw）
5.变形公式：
本 节 小 结
1. 4个同学进行登楼比赛,如果规定“功率最大者获胜”,那么胜出者一定是（ ）
A.体重最大的那个　　　　B.力气最大的那个
C.速度最快的那个 D.做功最快的那个
【解析】功率是用来描述做功快慢的物理量,物体做功越快,功率越大,故做功最快的那个功率最大,故D正确。
D
当 堂 检 测
2.一列时速为200km/h的列车从荆门站驶出,在平直轨道上匀速行驶100km,在运行过程中的机车牵引功率为4800kW。则该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是(　　)
A.8.64×109J　 4.8×104N B.8.64×109J　 8.64×104N
C.4.8×109J　 4.8×104N D.4.8×109J　 8.64×104N
【解析】火车行驶100km的时间:
火车的牵引力所做的功4800×103W×1.8×103s=8.64×109J;火车的牵引力 由于火车做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的力是平衡力,故火车受到的阻力8.64×104 N。故选B。
B
3.三位同学准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论:
甲:只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较。
上述说法中, 你认为合理的是 (　　)
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
【解析】人爬楼时,需要克服人的重力做功,根据功率的定义式 可知,测量人的体重、爬楼的高度、时间,可以比较功率;同时在时间相同时,比较功的大小,或在爬楼高度相同时,比较体重和爬楼时间也可以比较功率。
D
4.小童同学用50N的水平推力,使放在水平桌面上重200N的物体做匀速直线运动,若该物体在10s内移动4m,则在此过程中,物体受到的摩擦力是　　　　N，小童做功的功率是　　　　W。
50
【解析】物体在50N的推力作用下,在水平方向做匀速直线运动,所以摩擦力等于推力,也是50N;
物体移动的速度为
小童做功的功率为=50N×0.4m/s=20W。
或
20
5. 一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5 W。
（1）该成年人一昼夜(24 h)心脏对血液做了多少功
（2）这些功可以把多少质量的水送到10 m高处 (取g=10 N/kg)
解：(1)一昼夜(24 h)心脏对血液做的功为：1.5 W×
86400s=129 600 J=1.296×105J。
(2)由知,运送水的重力为：
运送水的质量为：