功率 教案 新课标要求 （一）知识与技能 1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。 2、
，
的运用 （二）过程与方法 1、
通常指平均功率，
为瞬时功率 2、
，分析汽车的启动，注意知识的迁移 （三）情感、态度与价值观 感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。 教学重点 理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。 教学难点 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。 教材分析 本节讲述功率的概念，功率公式的应用。功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解。 瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点。学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。 关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式。 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学工具 投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。 教学过程 （一）引入新课 不同的物体做相同的功，所用的时间可能不同，或在相同的时间内，做的功可能不同。也就是说做功存在着快慢之分，那么，怎样描述做功的快慢呢？这就是本节课要学习的问题。 （二）进行新课 1、功率 教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快？你是用什么方法比较它们做功快慢的？ 学生活动：稍作思考回答，后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。 教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机用30s把0.4t的货物提到预定的高度。两台起重机谁做功更快？你是用什么方法比较它们做功快慢的？ 学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。 教师活动：倾听学生回答，点评。 投影问题：力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？ A．W1=W2，t1＞t2 B．W1=W2，t1＜t2 C．W1＞W2，t1=t2 D．W1＜W2，t1=t2 点评：上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来，然后总结。培养学生分析问题的方法。 总结：做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功。 在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值
，叫做功率。用P表示，则
物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。 上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W=Pt。 教师活动：指导学生阅读教材，提问： 1、功率的单位是什么？ 2、公式
是平均功率还是瞬时功率？就课本第7页“说一说”栏目中提出的问题分组讨论后回答。 学生活动：学生阅读教材后，小组讨论，回答。 1、由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位决定，在SI制中，功率的单位是：瓦特=W），1W=1J/s，常用单位：千瓦（kW） 1kW=1000 W 2、
指平均功率，当
时，即表示瞬时功率 2、对额定功率和实际功率的学习 教师活动：指导学生阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的？ 点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力。 学生阅读后回答。教师帮助总结、补充。 （1）额定功率：指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 （2）实际功率：指机器工作中实际输出的功率。 机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。 机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。 3、功率与速度 教师活动：提出问题：力、位移、时间都与功率相联系，请同学们用学过的知识推导出功率与速度的关系式；推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分，然后自己再推导。 学生活动：思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式。 点评：培养学生推理能力。 教师活动：巡回指导，发现问题及时帮助学生解决问题。投影学生的推导过程，点评、总结。分析公式的意义。 1、P=Fv，即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。当F与v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的分量相乘。 2、公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度，P表示力F在这段时间t内的平均功率； 3、如果时间t取得足够小，公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率。 问题：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。 学生活动：阅读教材，讨论、推理、作答。 根据公式P=Fv： ①当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。 当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。 ②当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。 汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。 ③当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。 起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。 教师活动：投影教材上的例题，引导学生独立审题，分析后写出解题过程。 学生活动：独立审题，分析题意，求解。 教师活动：投影学生的求解过程，总结点评。 （三）课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 （四）实例探究 ☆ 关于功率的计算 ［例1］质量m=3 kg的物体，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s，求： （1）力F在t=3 s内对物体所做的功。 （2）力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率。 （3）在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。 解析：物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a==2 m/s2，则： 物体在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物体在3 s内的位移s=
at2=9 m （1）力F做的功W=Fs=6×9 J=54 J （2）力F在3 s内的平均功率P==18 W（或
W=18 W ） （3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6 W=36 W ☆关于机车的启动问题 ［例2］汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10ｍ/s2，问： ①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少? ②若汽车保持0.5ｍ/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间? 解析：①当牵引力F大小等于阻力f时，汽车的加速度a=０，速度达到最大值vm，据公式Ｐ=Fv，可得出汽车最大速度vm P额=Fv=fvm
12m/s ②汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为f，据牛顿第二定律，有 F牵=f＋ma=0.1mg＋ma=7500Ｎ 当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为v′m，据功率公式P=Fv 得：
8 m/s 设汽车能维持匀加速运动的时间为t0，则： vm′ =at0 得：t0=vm′ /a=16s 课余作业 书面完成P10“问题与练习”中1－4题。 教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。 附1：课后练习 1、飞机以速度v水平匀速飞行时，发动机的功率为P，若飞机所受的空气阻力与飞行速度的平方成正比，那么当发动机的功率增为4P时，飞机匀速飞行的速度将增为=D） A．
B．
C．
D．
2、物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，那么=D） A．力F对A做功较多，做功的平均功率也较大 B．力F对B做功较多，做功的平均功率也较大 C．力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同 D．力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大 3、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？（5m，g取10m/s2）这1s内重力对物体做多少功？（W1=50J）第2s时间内物体下落的位移是多少？（15m）这1s内重力对物体做多少功？（W2=150J）前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？（P1=50W，P2=150W）这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？（P=100W） 应用公式P=Fv计算的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率。 （由v1=10m/s按公式求得P1=100W；由v2=20m/s按公式求得P2=200W） 点评：根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义。最后指出，此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化。随着时间的延续，重力势能向动能转化逐渐加快。 4、在倾角为θ的斜面上，有一质量为m的物体沿斜面下滑，当物体的速度大小为v时，重力的瞬时功率为多大？ （P=mgvsinθ） 5、作平抛运动的物体，质量为m，某时刻的速度为v，与水平方向的夹角为θ，此时重力的瞬时功率为多大？ （P=mgvsinθ）

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