测量功与功率
第二章 物质转化与材料利用 ·
测量功与功率出自浙教版九年级上册《科学》第2章,通过上楼梯、提重物等活动测算做功的多少与快慢。功与功率的计算是力学计算的基础,中考以实际情境计算题为主。学生最易把重力当拉力直接算功,单位换算出错。优创优星科学馆(义乌1+1教育旗下)把功和功率的公式、单位与易错点讲透,帮孩子算得对、说得清。
实验情境
人上楼时,需要克服自身的重力做功,消耗能量。人走上楼与跑上楼克服重力所做的功是相同的,但功率是不同的。下面我们通过人上楼的过程,利用生活中常见的器材来研究和测量功与功率。
实验目标
- 1.通过实验加深对“能量转化的多少可以用功来度量”的理解。
- 2.通过实验加深对功率概念的理解。
- 3.学习运用常见器材进行简单测量。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 体重秤 | 测量体重 |
| 卷尺 | 测量楼梯高度 |
| 秒表 | 记录时间 |
| 重物与弹簧测力计 | 提重物实验 |
| 计算器 | 数据处理 |
实验原理
功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积W=Fs
功率表示做功快慢P=W/t
上楼梯做功等于体重与楼层高度之积,用秒表测时间可算出功率。
实验步骤与现象
1测量自身的体重
- 1体重秤一般显示的是人体质量数,要计算出人上楼所做的功,需要求出人体所受的重力,可用公式 来求得。
- 2让被测者站在体重秤平台上,静止不动时,观察指针位置,把结果记录在表3-1中。
2测量楼层高度
- 1认识皮卷尺。观察皮卷尺,该皮卷尺的量程是 ,最小刻度值是 。
- 2练习收放皮卷尺。
- 3选择合适的测量地点。最好选择如该图式样的楼梯,在楼梯休息平台处测量楼高。
- 4测量楼高。与同学合作,在楼梯休息平台A处,一人拿着皮卷尺往下放。当皮尺端头到一楼地面时,另一个同学在B处手握端头,把零刻度紧贴地面。楼上的同学适当收紧皮尺,读出楼层高度,记录在表3-1中。
- 5在测量楼层高度时,应注意安全,不可把身体探出楼梯外。
3测量上楼时间
- 1认识秒表。该秒表的最小刻度值是 。观察秒表的按钮,了解其功能:计时、停止和复位。
- 2测量自己用平常的速度走上楼所用的时间。与同学合作,一人在一层楼梯口发口令,另一人在三层楼梯口按秒表计时,测量自己走上楼所用的时间,记录在表3-1中。
- 3轮换休息后,再用上面的方法测出自己用较快的速度走上楼所用的时间、用平常的速度跑步上楼所用的时间、用最快的速度跑步上楼所用的时间,分别记录在表3-1中。
- 4在上下楼梯时,特别是快跑上楼时,要注意安全。应选择楼梯上没有其他人员时进行实验,以免发生碰撞。
4实验数据记录表3-1 记录表
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点:
测距离把楼梯斜面长度当提升高度
后果:功计算错误
正确做法:用竖直高度计算
确定力把重力与拉力混用
后果:概念不清
正确做法:匀速提升时拉力等于重力
单位换算时间用分钟代入
后果:功率单位错误
正确做法:统一用秒,功率单位瓦特
实验结论
会测量并计算人上楼梯或提升重物时的功与功率,理解功率的物理意义。
拓展研究
- 1某同学在与另外一组同学进行数据比较后得出一个结论:“爬相同高度,体重大的人比体重小的人克服重力做的功多,功率大。”他得出结论的方法可靠吗?其观点正确吗?你能设计实验证明你的观点吗?
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 功的计算 | 九上第2章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | W=Fs,力与距离同方向,单位焦耳。 |
| 做功的两个必要因素 | 九上第2章 | ⭐⭐⭐⭐ | 有力有距离才做功,劳而无功的情形辨析。 |
| 功率的意义 | 九上第2章 | ⭐⭐⭐⭐ | P=W/t单位时间做的功,比较快慢。 |
| 功率的测量 | 九上第2章 | ⭐⭐⭐ | 测 climbing 楼梯功率等实践,数据采集。 |
| 功的原理 | 九上第2章 | ⭐⭐⭐ | 使用机械不省功,省力必费距离。 |
注:以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
做功的两个必要因素是什么?
作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
提着水桶水平走动做功吗?
拉力竖直向上、移动水平,力的方向上无距离,不做功。
功率大说明什么?
做功快,单位时间内完成的功多。
怎么测自己上楼的功率?
测体重和楼高算功,用秒表记时间,P=mgh/t。
功和功率的单位各是什么?
功是焦耳(J),功率是瓦特(W),1W=1J/s。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动,也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心,坚持“教方法、抓过程”,让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达,把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案,请点击页尾报名入口。
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