八年级物理第十一章功和功率(知识点祥讲+例题+练习)

功和功率第十一章功和机械能1.结合实例知道功的概念。2.能用生活、生产中的实例解释功的含义。3.功的计算4.功率的概念及其计算力学中的功•“功”是个多义词，有“贡献”的意思，如立功、功劳；还有“成效”的意思，如成功、事半功倍……•力学里的功含有“成效”的意思，但是它还有更确切的含义。F分析：重物在竖直向上的拉力F的作用下，向上移动了距离h上述实例有什么共同点h1.图中物体受到几个力的作用？2.什么力对物体的向上移动作出了贡献？网球在光滑地面上滚动上面展示的三幅图中，有的力对物体移动有贡献，有的力则对物体移动没有贡献。物理学中的“功”吸收了一种“贡献”和“成效”意思在里面。•如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用就显出了成效,力学里就说这个力对物体做了功.一、力学中的功注意：力学里的“做功”不是生活里的“做工”、“干活”功包含的两个必要因素：1、作用在物体上的力；2、物体在力的方向上移动的距离。“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”FFS小孩的拉力Ｆ拉小狗移动了一段距离Ｓ，我们说小孩的拉力对小狗做了功，或简单的说小孩对小狗做了功。ＦＳ叉车的举力Ｆ将货物移动了一段距离Ｓ，我们说叉车的举力对货物做了功，或简单的说叉车对货物做了功。Ｓ锤子对钉子的锤力F使钉子移动了一段距离Ｓ，我们说锤子的力对钉子做了功，或简单的说锤子对钉子做了功。FFSＦＳＳ同学们,根据这几个实例请你们就以下的问题进行讨论：怎样才算一个物体对另一物体做功？（做功应该具备那些必要条件）小孩对小狗做了功叉车对货物做了功锤子对钉子做了功做功的两个必要因素是1.有力作用在物体上F2.物体在这个力的方向上移动了一段距离s必要因素必须需要，同时满足，缺一不可怎样才算做功？接下来请同学们来分析A、B、C、D四组做功的实例，并请同学们：1、从实例中体会一下“做功的两个必要因素”；2、归纳一下不做功有几种类型。ＳＦ１、运动员用力将杠铃向上举起的过程，举力是否做功？2、汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力是否对汽车作功？ＦＳ组人举一物体于头顶，人（或人的举力）对物体是否做功？组物体受到力，但没有移动距离，力对物体没有做功1、物体在光滑平面上做匀速直线滑行，是否有力做功?组物体不受力，但因为惯性通过一段距离，没有力做功S2、运动员踢足球,球离开脚后飞出10米远的过程,运动员是否对球做功？球离开脚后已不受运动员的踢力作用，但因为惯性通过一段距离，运动员没做功Ｆ组人抬着物体在水平面上行走，人的支持力是否对物体做功?S有力也有移动距离，但通过距离不在力的方向上(力与通过的距离相垂直)，因此这个力也没有做功感知现象不做功的实例分析他们有什么共同点？有什么不同点？以下三种情况都是力没有做功的实例，分析力为什么没做功？足球滑行时，脚做功吗？Ｆ≠０s＝０（劳而无功）Ｆ＝０s≠０（不劳无功）Ｆ≠０s≠０Ｆ⊥s（劳而无功）想想议议：通过上面的几个例子你能总结出物体在什么情况下不做功吗？一、物体受到力的作用，但保持静止状态s=0，劳而无功二、物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动F=0，不劳无功三、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，劳而无功想一想力做功了吗?推着酒桶向上滚动苹果受从树上落到地面想一想力做功了吗?学生背着书包在水平路面匀速前进举重运动员将杠铃举起在空中停５秒钟，想一想力做功了吗?虽然用好大的力,汽车还是纹丝不动推出去的冰球在冰面滑动搬运工在平地上行走，他对货物向上的支持力对货物做功吗？若此人扛着货物上楼，他对货物向上的支持力对货物做功吗？想一想力做功了吗?功的大小力的成效就越明显作用在物体上的力越大物体运动的距离越大做的功就越多那么：功的大小与什么有关呢？功的计算１．力学中：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积．即：功＝力×距离则：Ｗ=Ｆ×Ｓ焦耳J..11牛N米m==112、单位•焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。从小体弱不能上学，在家学酿酒，利用空闲时间自学化学、物理。很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。例题：质量为50kg的雪橇上装载了350kg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)【例题1】：解:马拉车所用的力与摩擦力大小相等方向相反,F=F摩=800N马移动的距离s=3000mＷ＝Ｆs=800N×3000m=2.4×106J答：马运货时做的功是2.4×106J。•质量为50kg的车上装载了350kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速拉到3000m外的货场。车行进中受到的摩擦力是800N。１、画出马车的受力示意图２、每一个力是否做功？SFNGf垂直无功1、如图，重为10N的物体沿这长为2m，高为1m的光滑斜面自顶端滑下，求重力做功。SF=G已知：求：解：F=G=10NS=1m重力做功W=？由W=FS得W=10N×1m=10J答：重力做功为10J。2、某同学要把重为60N的水桶缓慢匀速的提起0.5m的高度,他需要做多少功?0.5mＧＦ已知：求：解：桶重G=60NS=0.5m人对桶做功W=?W=FS=GS=60N×0.5m=30J答:他需要做30J的功。在平地上，一小朋友用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？10m50N100N解：W1=Fs=50N×10m=500JW2=F′s′=Gh=100N×1.5m=150J已知：F=50N,s=10m,G=100N,h=1.5m。求：W1和W2。1、甲同学用10N的水平拉力将重300N的箱子沿水平方向匀速推动10m；乙同学又将这只箱子匀速举高2m。问：甲同学对箱子做功多少？乙同学对箱子做功多少？课堂练习：2、起重机匀速提着重物先上升4m，又沿着水平方向移动3m，起重机共做功2.8×105J的功，求：物体的重力是多少？3、体育课上，某同学用400牛的力把重为30牛的铅球推到10米远处，则这位同学对铅球做了多少功？（）A.4000焦B.300焦C.4300焦D.无法计算4、重力为10牛的球在水平地面上滚动了15米，则重力对它做功为（）A.150焦B.15焦c.0焦D.无法确定DC功率1、比较物体运动快慢有几种方法？相同的路程比较所用的时间相同的时间内比较通过的路程2、什么是速度？它是比较物体______的物理量。3、如何计算速度？图中用手推车运砖和用起重吊车运砖，在做功方面有什么不同？•做功的快慢是不同的•我们怎样比较做功的快慢？思考•物体做功的快慢可能与什么因素有关呢？可能与W和t有关人与起重机，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甲乙例甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10N，楼高为3m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020甲、乙、丙做功分别是多少？600450600甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？应选取同一标准进行比较所做的功时间比较做功快慢的一般方法甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020600450600功做功时间603022.5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(J/min)做功的快慢功率越大，表示单位时间内所做的功越多，即做功越快。１W=1J/S1W即1J/S表示物体１s的时间内做功1J1KW=103W1MW=106W用单位时间内做的功来表示1、物理意义：表示物体做功快慢的物理量。3、定义式：4、功率的单位:瓦（W）千瓦（kw）功率概念P=Ｗt2、定义：功跟完成这些功所用时间的比值。1w=1J/S•１、功率表示做功的_____，功率越大表示做功越____。功率的大小有____和___共同决定。•２、试判断（Ｐ＝Ｗ／t）•Ａ做功越多功率越大（）•Ｂ功率小，表示做功少。（）•Ｃ做功时间越短，则功率越大（）•Ｄ做功快，则功率大（）快慢快WtXXX∨功率70W表示什么意思？功率70W表示机械在1s内做了70J的功．功率70W和450W功率哪个大？做功哪个快？为什么？450W比70W功率大，做功快．450W＝450J/s，70W＝70J/s练习一台机器用2分钟时间做了6×104J的功，这台机器的功率是多少？答：这台机械的功率是500W．练习解：P=Ｗt6×104J120s==500W已知：t＝2min＝120sW＝求：P6×104J计算功率的另一公式：WPtFssWFsPFFvttsvtP＝FvF表示物体所受的力，v表示物体的运动速度。适用条件：F与v在同一条直线上。(1)当功率p一定时，牵引力F和v之间关系如何?(2)当速度v一定时，牵引力F和P之间关系如何?(3)当牵引力F一定时，功率P和速度V之间有什么关系?若保持P不变，则F与v成反比；若保持v不变，则P与F成正比；若保持F不变，则P与v成正比；在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度。(1)汽车以恒定功率上坡，驾驶员应如何操作？讨论汽车的上坡方式答：汽车以恒定功率上坡，上坡需要较大的牵引力，根据，P一定时，需增大F，则需减小速度v，驾驶员如何减速，即换档（变速调节装置）FvP（提示：上坡需要较大的牵引力）讨论汽车的上坡方式(2)汽车以恒定速度上坡，驾驶员应如何操作？答：汽车以恒定速度上坡，上坡需要较大的牵引力，根据，v一定时，需增大F，则需增大功率P，驾驶员如何增大功率，即加大油门。FvP例题：马拉着车在20分内以18Km/h的速度匀速前进，如果马的拉力为300N，求马拉车的功率。•解:由于F=300N,V=18km/h=5m/st=20min=1200s•P=W/t•又W=Fs=FVt•所以马拉车的功率：•P=W/t=FV=300N×5m/s=1500w一、怎样才算做功•1、物体要受力的作用•2、物体要在力的方向上通过一定的距离1、功的公式：功=力×距离W=F·S2、功的单位：焦耳（焦）1焦耳=1牛顿·米二、怎样计算功功一、物理意义:描述物体做功快慢的物理量。二、定义:单位时间内物体所做的功。三、公式:P=W/t=FV四、单位及换算:1W=1J/s1MW=106W1KW=103W功率(Power)