初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.2 功率教案
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学科
物理
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课题
第十一章 功和机械能 第2节 功率
教
学
目
标
知识与技能
1. 理解功率的物理意义;
2. 掌握功率的单位及定义公式:P=,并能利用公式进行计算。
3. 理解并会用功率的计算公式P=Fv。
过程与方法
1.通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。
2.通过体验建立功率概念的过程,学习比较的方法。
3.通过认识常见运动物体的功率大小,了解功率在实际应用的价值。
情感态度与价值观
1. 培养学生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
2. 培养学生对生活中的物理知识的学习兴趣,提高对科学的求知欲,
3. 培养学生乐于探索自然现象的兴趣。
教学重点
1. 理解功率的概念和物理意义;
2.能用公式P=W/t解答相关的问题。
教学难点
1.理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量;
2.应用功率的知识解决实际问题。
教具准备
多媒体课件
教学方法
类比法 讲授 启发 数据分析法 观察讨论法
导
入
新
课
观察思考:
在建筑工地上将同一堆砖全部送到同一个楼顶上。一个是工人直接搬,一个是用吊车吊运。 这两种方法:(1)做功的多少相同吗? (2)做功的时间相同吗?
根据W=Gh,把同一堆砖送到同一个楼顶上,做一样多的功。但用吊车和一个人来送,所用的时间是不一样的。做功除了有大小之分,还有快慢的不同。
教
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新课学习
一、功率
想想议议
一个老人和一个小孩一起爬相同的楼梯,做功相同吗?做功的快慢相同吗?
分析:图中的两人爬相同的楼梯,两人升高的高度相同,但由于两人的质量不同,根据W=Fs=Gh=mgh可知,两人做功不相同,老人比小孩做的功多;由于两人上楼所用的时间不确定,所以他们做功的快慢可能相同,也可能不相同
问题:力做功有多少的不同,还有快慢之分。那么怎样表示做功的快慢?
比较物体做功快慢的方法:
(1)做功相同时,比较物体做功时间的长短,时间短的做功快。
(2)做功时间相同时,比较物体做功的多少,做功越多,做功越快。
在“想想议议”中,“爷孙爬楼”的问题:
孙女和爷爷的体重不同,他们都是从一楼爬到四楼,做功多少不同,孙女和爷爷用时也不同,在做功和时间都不相等的情况下,怎样比较他们做功的快慢?
就像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,为了表示做功的快慢,引入了功率这个物理量。
1. 功率的物理意义:表示物体做功的快慢.
瓦特James Watt:英国发明家(1736-1819)
2.功率的定义:功与完成这些功所用时间之比叫做功率.
3.公式:
4.单位: 国际单位:焦/秒
专门名称:瓦特 ,符号 W. 1W=1J/s
是为了纪念英国的物理学家瓦特而用他的名字命名的。
常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW):
1kW=103W,1MW=103kW
5.功率是机器的主要技术性能之一
一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌,上面标有一些数据,功率是其中的一项。选购机器时,要根据实际需要选择功率合适的机器。
配用功率:22.2KW
铭牌上的轴功率,是指水泵在正常的情况下,水泵轴从动力机械得到的功率,配套功率是指与这台水泵配套的动力机的功率.如果用电动机带动这台水泵,就应选择功率是22.2 kW的电动机.电动机的功率比22.2 kW小,带不动水泵;比22.2 kW大,是一种浪费.就像小马拉大车,拉不动,大马拉小车,又没有充分发挥马的作用一样. 在购买和选用机器时,要仔细看一看它的铭牌,了解它的性能是不是符合要求.
6.一些常见的功率
骑车功率约70 W 百米飞人的功率可达1kW 轿车的功率约可达200 kW
电力机车的功率可达5 000 kW 鲸游动时功率可达350kW 万吨豪华游轮的功率可达1万kW
想想做做 测量人爬楼梯的功率
设计实验,如何测量出你爬楼梯的功率?
思考:1.测量功率的公式? 2.指出应测量的物理量?3.应选择的测量工具?
分析:由P=W/t可知,要测量功率,必须测量爬楼梯所做的功W和所用的时间t。
要测自已上楼的功,根据功的公式W=Gh,需要知道体重G和楼的高度h,需要测出自己的质量m、楼层的高度h。
实验器材:
体重计,皮尺,秒表。
实验步骤:
(1)用体重计测出自己的质量m,求出自己的重力G。
(2)用皮尺测出所登楼层的高度h。
(3)用秒表测出自己上楼所用的时间t。
(4)用公式P= w/t = mgh/t求出人上楼的功率P。
二、功率的计算
计算功率的两种方法
1.利用定义式P=计算,此式适用于任何情况。
W——某个力做的功——焦耳(J)
t——做这些功所用的时间——秒(s)
P——这个力做功的功率—瓦特(W)或焦耳每秒(J/s)
①使用公式时,一定要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是时间t内的功率。
②由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ,即在时间t内的平均功率
2. 利用推导式P=Fv计算,此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况,只要问题中出现速度及力,优先考虑该式。
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:
F表示物体受的力,v表示物体的运动速度。
适用条件:物体做匀速直线运动,F与v在同一条直线上。
想想议议
为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度? 为什么同样一辆机动车,在满载时的行驶速度一般比空载时小得多?
分析:机车发动机的功率是一定的,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。
由P=Fv可知,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,力F越大。
例题:大石头的质量为6t,起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m(如图所示),起重机提升大石头的功率是多少? g取10N/kg。
分析:因为是匀速提升大石头,大石头处于平衡状态。所以起重机对石头的拉力和石头的重力是平衡力,大小相等。求出拉力做的功,再求拉力的功率即可。
解:因为匀速提升,起重机提升大石头的拉力与大石头的重力相等,即:
F= G=6×103kg×10N/kg=6×104N
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 =6×104N×1m=6×104J.
课堂小结
课堂练习
1.(2020丹东)根据所学的物理知识和生活经验,你认为下列数据最接近实际的是
A.操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为5m
B.乒乓球比赛所用球拍的质量约为2kg
C.优秀运动员短时间运动的功率约为1kW
D.在公园进行体育锻炼时舒适的温度约为37℃
【答案】C
【解析】A.操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为3m,故A不符合题意;
B.乒乓球比赛所用球拍的质量约为90g,故B不符合题意;
C.运动员一秒钟把生物质能转化为机械能的功率是1000W,故C符合题意;
D.在公园进行体育锻炼时舒适的温度约为20℃,故D不符合题意。故选C。
2.(2020沈阳)打篮球是同学们喜欢的体育运动。关于它的描述正确的是( )
A.篮球抛出后,由于受到惯性力继续向前运动
B.篮球离手后在空中飞行过程中,人对篮球做了功
C.篮球下落过程中,重力做功的功率不变
D.篮球由运动到静止,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】A.篮球抛出后,由于篮球具有惯性,继续向前运动,故A错误;
B.篮球离手后在空中飞行过程中,人对篮球没有力的作用,所以对篮球不做功,故B错误;
C.篮球在下落过程中,重力不变,速度越来越快,由
P=Fv=Gv。可知,该过程中重力做功的功率变大,故C错误;
D.篮球由运动到静止,篮球的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。故选D。
3.(2020淮安)小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不变,比较两次爬楼过程( )
A.用时少的做功多B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多D.用时多的做功功率大
【答案】B
【解析】AC.由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变,因此由可知,两次所做的功相同,故AC错误;
BD.两次所做的功相同,由可知,用时少的做功功率大,用时多的做功功率小,故B正确,D错误。故选B。
4.(2020湘潭)功与完成这些功所用时间之比叫功率,下列哪个不是功率的单位( )
A.千瓦时B.焦/秒C.瓦特 D.千瓦
【答案】A
【解析】A、千瓦时是电功的单位,1千瓦时=3.6×106焦耳。故A不是功率单位。
B、根据功率的定义:功与时间之比,可得出功率单位是焦/秒。故B是功率单位。
C、瓦特是功率的国际单位,故C是功率的单位。
D、千瓦是功率的常用单位,1千瓦=1000瓦,故D是功率单位。故选:A。
5.(2020随州)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在CD段的惯性比AB段大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20J
D.拉力F在CD段做功的功率为10W
【答案】D
【解析】A.惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关,故A错误;
B.由题知,物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5,AB和CD距离相等,则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2,故B错误;
C.物块在AB段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力F在AB段所做的功:
W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J。故C错误;
D.物块在CD段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力F在CD段做功的功率:
P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W。故D正确。故选D。
6.(2020温州)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( )
A.压强 B.压力 C.功率 D.时间
【答案】B
【解析】A.由图可知,横坐标表示受力面积,纵坐标表示压力,阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积,由可知,压强等于压力和受力面积的比值,故A不符合题意;
B.由图可知,横坐标表示受力面积,纵坐标表示压强,阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积,由F=pS可知,压强和受力面积的乘积就是压力,故B符合题意;
C.由图可知,横坐标表示做功时间,纵坐标表示功,阴影部分面积等于功和做功时间的乘积,由可知,功率等于功和做功时间的比值,故C不符合题意;
D.由图可知,横坐标表示功率,纵坐标表示功,阴影部分面积等于功率和功的乘积,由
可知,做功时间等于功和功率的比值,故D不符合题意。故选B。
7.(2020长沙)小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,以下符合实际的是( )
A.电梯对小杰做功约3.6×103J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约1200W
D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600W
【答案】C
【解析】A、小杰与书包的总重力大约为600N,1楼到21楼的高度h=20×3m=60m,
电梯对小杰做功W=Gh=600N×60m=3.6×104J,故A不符合实际;
B、小杰乘坐电梯上升时,书包在力的方向上移动了距离,所以对书包做功,故B不符合实际;
C、电梯对小杰做功的功率P===1200W,故C符合实际;
D、小杰在水平路面行走时,重力没有做功,功率也为0,故D不符合实际。故选:C。
8.(2020 包头)如图所示,在粗糙水平地面上,用10N的力F沿水平方向拉滑轮(不计滑轮重力)木板B静止,木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动,5s内木块A移动了0.5m,滑轮组的机械效率为80%。下列说法正确的是( )。
A. 木块A受到的摩擦力为5N;
B. 地面对木板B的摩擦力为4N;
C. 5s内绳子拉力对木板B做的功为2J;
D. 拉力F的功率为0.5W
【答案】D。
【解析】A.滑轮组的机械效率为80%,根据公式可算出绳子上的力为:
木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动,根据二力平衡,摩擦力等于绳子上的力,为4N,A错误;
B.木板B静止,受力平衡,对其受力分析,受到绳子的拉力为5N,方向向右,还受到木块A的摩擦力为4N,方向向左,因此地面给木板B的摩擦力大小为1N,方向向左,B错误;
C.5s内木板B静止,绳子拉力对木板B做的功为0J,C错误;
D.5s内木块A移动了0.5m,则拉力拉着滑轮移动了0.25m,拉力F的功率为:
。D正确。故选D。
9.(2020 东营)我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克,如图所示,它即可像普通坦克一样在陆地上高速行驶,又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t,配备发动机的最大功率为420kW,若在水中匀速航行时,最大速度为18km/h,此时受到的阻力为_____。
【答案】。
【解析】坦克在深水中航行时,最大速度:v=18km/h=5m/s
发动机的最大功率:P=420kW=W
由得,坦克的牵引力:
因为坦克是匀速航行,坦克受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,所以,坦克受到的阻力:f=F=84×104N。
10.(2020益阳)一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0×104N。卡车行驶1min后发动机做的功是_______J,发动机做功的功率为________W。
【答案】1.2×107 ; 2×105
【解析】(1)
发动机牵引力做的功:
(2)发动机做功的功率:P=Fv=1.0×104N×20m/s= 2×105W
11.(2020 孝感)如图所示,水平地面上M点有一质量为60kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间30s,MN间的距离为15m(g=10N/kg)。求:
(1)箱子所受的重力;
(2)箱子运动的速度;
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍,则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)60W。
【解析】(1)箱子受到的重力:
(2)箱子运动的速度:
(3)箱子所受阻力:
箱子向左匀速直线运动,由二力平衡可得推力的大小:
推力做的功:
推力做功的功率:。
答:(1)箱子所受的重力是600N;(2)箱子运动的速度是;(3)推力对箱子做功的功率是60W。
板
书
设
计
第2节.功率
1.功率的物理意义:表示做功的快慢;
2 .功率:单位时间里完成的功,叫做功率。
3.公式: 功率=功/时间
4.单位:国际单位:瓦 用字母w表示; 1w=1J/s
它表示的意思是:物体1s钟做的功是1J。
常用单位:千瓦(KW) 1KW=103W
布
置
作
业
【必做题】
教材第66页动手动脑学物理的2、3、4题.
【选做题】
教材第66 页动手动脑学物理的1题.
课
后
反
思
本节课的立足于培养学生的思维能力,通过学习物理研究方法,使学生学会思考问题。本节课的重点是功率慨念的建立及单位的形成。在引入“功率”时,让学生与速度的知识联系起来,体会类比法的物理方法;而在建立“功率”概念中,让学生体会用比值方法来建立一个新物理概念。通过学生设计测量人的做功功率的实验,达到学以致用的目的,培养学生运用科学知识解决实际问题能力。
人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.2 功率教案设计: 这是一份人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.2 功率教案设计,共9页。教案主要包含了提出问题,播放图片提出问题,师生分析,想想议议,教师讲解,实验器材,实验步骤,播放视频等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.2 功率教案设计: 这是一份初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.2 功率教案设计,共2页。
物理八年级下册11.2 功率教案: 这是一份物理八年级下册11.2 功率教案,共8页。