11.3 功 功率课件(共42张PPT) 2022-2023学年教科版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 11.3 功 功率课件(共42张PPT) 2022-2023学年教科版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-19 12:07:40 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
第十一章 机械与功
第3节 功 功率
教科版 物理 八年级下册
1、做功
2、功的计算
3、功率
4、功的原理
学习目标
1. 定义 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。
2. 两个必要因素 一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
探究新知
新知一 做功
3. 正确理解做功的两个必要因素 力和物体在力的方向上移动一定的距离，是做功的两个必要条件，两者缺一不可。
(1)做功的两个必要因素具有同体性，即力所作用的“物体”和在力的方向上移动距离的“物体”必须是同一个物体。
(2)做功的两个必要因素具有同时性，即“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”必须对应于同一段时间。
4. 三种不做功的情况
(1)有力无距离，如搬石头没搬起（图1 甲）；
(2) 有距离无力，如踢出去的足球由于惯性在光滑水平面上滚动的过程(图1 乙)；
(3) 力和距离方向垂直，如提
着滑板在水平方向上行
走(图1 丙)。
深度理解：
◆力学中的功不同于日常生活中所提到的“成功”“功劳”“立功”。
◆“做功”不同于“做工”“。做功”是生产、生活中普遍存在的物理现象，它有明确的含义，偏重于“成效、贡献”；“做工”是指消耗一定的体力和脑力的人类活动。
5. 几种典型的力做功的情况(图2)
温馨提示：
关于物体在力的方向上移动的距离：力对物体做功，并非物体移动方向一定要完全与力的方向一致，只要物体运动方向与力的方向不垂直即可，如图2中丙、丁所示的两种情况。
[中考·常德] 下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是( )
例 1
A. 使小车向前运动了一段距离的推力
B. 搬石头但没有搬动，手对石头的力
C. 托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
D. 提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
答案：A
解题秘方：紧扣做功的两个必要条件解答。
解析：小车受到推力并且在推力的方向上移动了距离，所以推力做了功，故A 正确。搬石头但没有搬动，有力无距离，所以手对石头不做功，故B 错误。叉车对货物的力是向上的，但是货物在力的方向上没有移动距离，因此叉车对货物不做功，故C 错误。手对滑板的力是向上的，在水平路面上前行，则在力的方向上没有移动距离，因此手提滑板的力不做功，故D错误。
温馨提示：
判断力是否做功，严格对照力做功的两个必要因素分析即可。
1. 定义 物理学中规定：功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。
新知二 功的计算
2. 公式 W=Fs。
(1)单位：焦耳，用字母J 表示1 J=1 N·m。
(2)1 J 的物理意义是1 N 的力作用在物体上，物体沿力的方向移动1 m。
(3)利用公式进行计算时，必须同时使用各物理量在单位制中的基本单位，不能使用其他单位。
深度理解：
1. 借助公式可以进一步理解做功的两个必要条件：若公式中F=0，则W=0，表明没有力做功，称之为“不劳无功”；若公式s=0，则W=0，表明力不做功，称之为“劳而无功”。
2. 由公式W=Fs可知，力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力F的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v物、体的运动状态物、体是否受到摩擦力，以及物体的运动路径等因素无关。
3. 速度、密度等物理量是利用比值定义法定义的，而功是利用乘积定义法定义的。
3. 变形式及其应用
(1)求作用在物体上的力： 。
(2)求物体在力的方向上移动的距离： 。
4. 初中阶段力做功主要有两种情况
(1)力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；
(2)力和物体运动方向相反，称为克服某个力做功。如提起物体是克服重力做功，拉着物体沿水平面前进是克服摩擦力做功。
[中考·自贡] 小明同学用15 N 的水平推力推动重为
100 N 的超市购物车。购物车自静止开始在10 s 内沿水平方向前进了10 m。在整个过程中推力做功为________J，重力做功为________ J。
例2
150
0
解题秘方：首先判断推力和重力是否做功，再根据公式W=Fs 计算功的大小。
解析：推力对购物车做功W=Fs=15 N×10 m=150 J；购物车未在竖直方向上移动距离，故重力没做功，其大小为0。
方法技巧：
1.计算功时，首先应判断力是否做功，或哪个力在做功，而不能直接将题中所给力和距离相乘得到结果。
2.计算功时，公式中的物理量应一一对应，不能张冠李戴。
3.计算功时，公式中物理量的单位应统
1. 比较做功快慢的方法
(1)比较相同时间所做的功。不同物体，相同时间内做的功越多，表明它做功越快。
(2)比较做相同的功所用的时间。不同物体做相同的功，用的时间越短，表明它做功越快。
(3)比较单位时间内所做的功。若物体所做的功和做功时间都不同，则可计算出单位时间内所做的功来比较做功的快慢。
新知三 力的作用效果
2. 物理意义 表示做功的快慢。
3. 定义 功与完成这些功所用时间之比。
对比迁移：
比较做功快慢的方法与比较运动快慢的方法相似，比较运动快慢的三种方法：
(1)相同时间比较路程；
(2)相同路程比较时间；
(3)比较单位时间内通过的路程。
4. 定义式
深度理解：
◆功率是利用比值定义法定义的。
◆功率P 与功W、做功时间t的关系可类比速度v与路程s、运动时间t之间的关系理解。
符号 物理量 单位
P 功率 瓦特(W)
W 功 焦耳(J)
t 时间 秒(s)
(1)1 W=1 J/s。
(2)1 W 的物理意义是1 s 做功1 J。
(3)利用公式进行计算时，必须同时使用各物理量在国际单位制中的基本单位，不能使用其他单位。
(4)功率的常用单位千瓦(kW)。1 kW=103 W
5. 变形式及其应用
(1)求功：W=Pt。
(2)求做功时间： 。
6. 推导式 P=Fv。
(1)推导过程：若物体在力F 的作用下运动，力F 做的功为W，物体在力F 的方向上运动的速度为v，则功率
(2)运用：由公式知，当功率P 一定时，速度v 越小，力F越大；当力F 一定时，功率P 越大，速度v 越大；当速度v 一定时，功率P 越大，则力F 越大。
类比迁移：
速度与功率的比较：
速度 功率
表示 运动的快慢 做功的快慢
定义 路程与时间之比 功与时间之比
公式
单位 m/s W
7. 功率的理解
(1)功率表示做功的快慢，功率大的机器做功快，做功快的机器功率大。
(2)功率大的机器做功不一定多，功率大的机器做功时间也不一定短。
下列说法中正确的是( )
A. 做功越多，功率越大
B. 做功越少的机械做功越慢
C. 功率大的所用时间少
D. 功率大的机械做功一定快
D
例 3
解题秘方：根据功率的物理意义分析，或结合功率的定义式 分析。
解析：由功率的物理意义知，功率表示做功的快慢，机械的功率越大，机械做功一定越快。
由功率的定义式 知，选项A、B 未考虑做功时间t，选项C 未考虑做功的多少，均是错误的。
方法点评：
由公式 知，只知道功率、做功的多少和做功的时间这三个量中的任何一个量时，无法判断另两个量的大小。
1. 定义 使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不能省功。我们把这个结论叫功的原理。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”。
新知四 功的原理
2. 功的原理含义的正确理解
(1)功的原理是一切机械都适用的普遍原理，使用简单机械不省功，使用复杂机械也不省功。
(2) “不能省功”是功的原理的核心，“不能省功”有两层含义：其一是等于(对于理想机械)；其二是大于，即费功(对于非理想机械)。费功是指使用机械时，人们所做的功要大于不用机械而直接用手所做的功。多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦所做的功，它对完成工作任务没有意义，所以，我们把它叫无用功或额外功(下一节讨论)。
指不计自重和摩擦的机械。在使用理想机械时，人
们所做的功就等于不用机械而直接用手所做的功。
拓展延伸：
根据功的原理，使用任何机械都不能省功，即动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。但人们为什么要使用机械呢？这是因为我们使用机械，有的是为了省力(如滑轮组等)；有的是为了省距离(如钓鱼竿、缝纫机踏脚板等)；也有的是为了给工作带来方便(如定滑轮等)。
[中考·梅州] 如图4 所示，物体G 所受到的重力大
小为40 N。
例4
解题秘方：根据功的计算公式W=Fs 进行计算。
解析：拉力F1 使物体做匀速直线运动，物体受力平衡，拉力F1=G。
(1)在拉力F1 的作用下将物体沿竖直方向匀速提高0.5 m，求拉力F1 在这一过程中对物体所做的功。
解：拉力F1 使物体做匀速直线运动，F1=G=40 N。
拉力F1 做的功W1=F1h=40 N×0.5 m=20 J。
(2)若将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2 使物体沿斜面匀速向上移动1 m, 此时拉力F2的大小恰为20 N，求拉力F2 在这一过程中对物体做的功。
解：拉力F2 使物体沿斜面运动，物体运动了1 m。拉力F2 做的功W2=F2s=20 N×1 m=20 J。
(3)比较上述两种情况，你能得出什么结论。
解：由于F1=G=40 N ＞ F2=20 N，W1=W2=20 J。所以结论为使用斜面可以省力，但不能省功，符合功的原理。
方法技巧：
根据题目给出的信息，确定所要选择的公式W=Fs，要注意公式中“F”与“s”的“三同性”。同体性指公式中的F和s必须对应同一物体；同时性指公式中的F是使物体沿着F的方向移动距离s过程中始终同时作用在物体上的力；同向性指公式中的s是物体在力F的作用下沿F的方向通过的距离。
第3节 功 功率
做功
力F
功率
物理意义
计算
快慢
计算
W=Fs
P=
P=Fv
功的原理
使用任何机械都不省功
定义
归纳新知
再 见
第十一章 机械与功
第3节 功 功率
教科版 物理 八年级下册
1、做功
2、功的计算
3、功率
4、功的原理
学习目标
1. 定义 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。
2. 两个必要因素 一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
探究新知
新知一 做功
3. 正确理解做功的两个必要因素 力和物体在力的方向上移动一定的距离，是做功的两个必要条件，两者缺一不可。
(1)做功的两个必要因素具有同体性，即力所作用的“物体”和在力的方向上移动距离的“物体”必须是同一个物体。
(2)做功的两个必要因素具有同时性，即“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”必须对应于同一段时间。
4. 三种不做功的情况
(1)有力无距离，如搬石头没搬起（图1 甲）；
(2) 有距离无力，如踢出去的足球由于惯性在光滑水平面上滚动的过程(图1 乙)；
(3) 力和距离方向垂直，如提
着滑板在水平方向上行
走(图1 丙)。
深度理解：
◆力学中的功不同于日常生活中所提到的“成功”“功劳”“立功”。
◆“做功”不同于“做工”“。做功”是生产、生活中普遍存在的物理现象，它有明确的含义，偏重于“成效、贡献”；“做工”是指消耗一定的体力和脑力的人类活动。
5. 几种典型的力做功的情况(图2)
温馨提示：
关于物体在力的方向上移动的距离：力对物体做功，并非物体移动方向一定要完全与力的方向一致，只要物体运动方向与力的方向不垂直即可，如图2中丙、丁所示的两种情况。
[中考·常德] 下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是( )
例 1
A. 使小车向前运动了一段距离的推力
B. 搬石头但没有搬动，手对石头的力
C. 托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
D. 提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
答案：A
解题秘方：紧扣做功的两个必要条件解答。
解析：小车受到推力并且在推力的方向上移动了距离，所以推力做了功，故A 正确。搬石头但没有搬动，有力无距离，所以手对石头不做功，故B 错误。叉车对货物的力是向上的，但是货物在力的方向上没有移动距离，因此叉车对货物不做功，故C 错误。手对滑板的力是向上的，在水平路面上前行，则在力的方向上没有移动距离，因此手提滑板的力不做功，故D错误。
温馨提示：
判断力是否做功，严格对照力做功的两个必要因素分析即可。
1. 定义 物理学中规定：功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。
新知二 功的计算
2. 公式 W=Fs。
(1)单位：焦耳，用字母J 表示1 J=1 N·m。
(2)1 J 的物理意义是1 N 的力作用在物体上，物体沿力的方向移动1 m。
(3)利用公式进行计算时，必须同时使用各物理量在单位制中的基本单位，不能使用其他单位。
深度理解：
1. 借助公式可以进一步理解做功的两个必要条件：若公式中F=0，则W=0，表明没有力做功，称之为“不劳无功”；若公式s=0，则W=0，表明力不做功，称之为“劳而无功”。
2. 由公式W=Fs可知，力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力F的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v物、体的运动状态物、体是否受到摩擦力，以及物体的运动路径等因素无关。
3. 速度、密度等物理量是利用比值定义法定义的，而功是利用乘积定义法定义的。
3. 变形式及其应用
(1)求作用在物体上的力： 。
(2)求物体在力的方向上移动的距离： 。
4. 初中阶段力做功主要有两种情况
(1)力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；
(2)力和物体运动方向相反，称为克服某个力做功。如提起物体是克服重力做功，拉着物体沿水平面前进是克服摩擦力做功。
[中考·自贡] 小明同学用15 N 的水平推力推动重为
100 N 的超市购物车。购物车自静止开始在10 s 内沿水平方向前进了10 m。在整个过程中推力做功为________J，重力做功为________ J。
例2
150
0
解题秘方：首先判断推力和重力是否做功，再根据公式W=Fs 计算功的大小。
解析：推力对购物车做功W=Fs=15 N×10 m=150 J；购物车未在竖直方向上移动距离，故重力没做功，其大小为0。
方法技巧：
1.计算功时，首先应判断力是否做功，或哪个力在做功，而不能直接将题中所给力和距离相乘得到结果。
2.计算功时，公式中的物理量应一一对应，不能张冠李戴。
3.计算功时，公式中物理量的单位应统
1. 比较做功快慢的方法
(1)比较相同时间所做的功。不同物体，相同时间内做的功越多，表明它做功越快。
(2)比较做相同的功所用的时间。不同物体做相同的功，用的时间越短，表明它做功越快。
(3)比较单位时间内所做的功。若物体所做的功和做功时间都不同，则可计算出单位时间内所做的功来比较做功的快慢。
新知三 力的作用效果
2. 物理意义 表示做功的快慢。
3. 定义 功与完成这些功所用时间之比。
对比迁移：
比较做功快慢的方法与比较运动快慢的方法相似，比较运动快慢的三种方法：
(1)相同时间比较路程；
(2)相同路程比较时间；
(3)比较单位时间内通过的路程。
4. 定义式
深度理解：
◆功率是利用比值定义法定义的。
◆功率P 与功W、做功时间t的关系可类比速度v与路程s、运动时间t之间的关系理解。
符号 物理量 单位
P 功率 瓦特(W)
W 功 焦耳(J)
t 时间 秒(s)
(1)1 W=1 J/s。
(2)1 W 的物理意义是1 s 做功1 J。
(3)利用公式进行计算时，必须同时使用各物理量在国际单位制中的基本单位，不能使用其他单位。
(4)功率的常用单位千瓦(kW)。1 kW=103 W
5. 变形式及其应用
(1)求功：W=Pt。
(2)求做功时间： 。
6. 推导式 P=Fv。
(1)推导过程：若物体在力F 的作用下运动，力F 做的功为W，物体在力F 的方向上运动的速度为v，则功率
(2)运用：由公式知，当功率P 一定时，速度v 越小，力F越大；当力F 一定时，功率P 越大，速度v 越大；当速度v 一定时，功率P 越大，则力F 越大。
类比迁移：
速度与功率的比较：
速度 功率
表示 运动的快慢 做功的快慢
定义 路程与时间之比 功与时间之比
公式
单位 m/s W
7. 功率的理解
(1)功率表示做功的快慢，功率大的机器做功快，做功快的机器功率大。
(2)功率大的机器做功不一定多，功率大的机器做功时间也不一定短。
下列说法中正确的是( )
A. 做功越多，功率越大
B. 做功越少的机械做功越慢
C. 功率大的所用时间少
D. 功率大的机械做功一定快
D
例 3
解题秘方：根据功率的物理意义分析，或结合功率的定义式 分析。
解析：由功率的物理意义知，功率表示做功的快慢，机械的功率越大，机械做功一定越快。
由功率的定义式 知，选项A、B 未考虑做功时间t，选项C 未考虑做功的多少，均是错误的。
方法点评：
由公式 知，只知道功率、做功的多少和做功的时间这三个量中的任何一个量时，无法判断另两个量的大小。
1. 定义 使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不能省功。我们把这个结论叫功的原理。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”。
新知四 功的原理
2. 功的原理含义的正确理解
(1)功的原理是一切机械都适用的普遍原理，使用简单机械不省功，使用复杂机械也不省功。
(2) “不能省功”是功的原理的核心，“不能省功”有两层含义：其一是等于(对于理想机械)；其二是大于，即费功(对于非理想机械)。费功是指使用机械时，人们所做的功要大于不用机械而直接用手所做的功。多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦所做的功，它对完成工作任务没有意义，所以，我们把它叫无用功或额外功(下一节讨论)。
指不计自重和摩擦的机械。在使用理想机械时，人
们所做的功就等于不用机械而直接用手所做的功。
拓展延伸：
根据功的原理，使用任何机械都不能省功，即动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。但人们为什么要使用机械呢？这是因为我们使用机械，有的是为了省力(如滑轮组等)；有的是为了省距离(如钓鱼竿、缝纫机踏脚板等)；也有的是为了给工作带来方便(如定滑轮等)。
[中考·梅州] 如图4 所示，物体G 所受到的重力大
小为40 N。
例4
解题秘方：根据功的计算公式W=Fs 进行计算。
解析：拉力F1 使物体做匀速直线运动，物体受力平衡，拉力F1=G。
(1)在拉力F1 的作用下将物体沿竖直方向匀速提高0.5 m，求拉力F1 在这一过程中对物体所做的功。
解：拉力F1 使物体做匀速直线运动，F1=G=40 N。
拉力F1 做的功W1=F1h=40 N×0.5 m=20 J。
(2)若将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2 使物体沿斜面匀速向上移动1 m, 此时拉力F2的大小恰为20 N，求拉力F2 在这一过程中对物体做的功。
解：拉力F2 使物体沿斜面运动，物体运动了1 m。拉力F2 做的功W2=F2s=20 N×1 m=20 J。
(3)比较上述两种情况，你能得出什么结论。
解：由于F1=G=40 N ＞ F2=20 N，W1=W2=20 J。所以结论为使用斜面可以省力，但不能省功，符合功的原理。
方法技巧：
根据题目给出的信息，确定所要选择的公式W=Fs，要注意公式中“F”与“s”的“三同性”。同体性指公式中的F和s必须对应同一物体；同时性指公式中的F是使物体沿着F的方向移动距离s过程中始终同时作用在物体上的力；同向性指公式中的s是物体在力F的作用下沿F的方向通过的距离。
第3节 功 功率
做功
力F
功率
物理意义
计算
快慢
计算
W=Fs
P=
P=Fv
功的原理
使用任何机械都不省功
定义
归纳新知
再 见