1、功率 教案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
2、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。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tWPFv（二）过程与方法1、 通常指平均功率， 为瞬时功率t 0t2、 ，分析汽车的启动，注意知识的迁移FvP（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。教学方法教师启
3、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
4、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？AW 1=W2，t 1t 2 B W1=W2，t 1t 2C W1W 2，t 1=t2 DW 1W 2，t 1=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
5、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tWtWP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tWP7 页“说一说”栏目中提出的问题分组讨论后回答。
6、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 W2、 指平均功率，当 时，即表示瞬时功tWP0t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
7、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
8、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：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
9、来得到较大的牵引力。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。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
10、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=6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
11、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 Fmm/s2，则：物体在 3 s 末的速度 v=at=6/s 物体在 3 s 内的位移 s= at2=9 m1（1）力 F 做的功 W=Fs=69 J=54 J（2）力 F 在 3 s 内的平均功率 P= =18 W（或WtW=18 W ）260vP（3）3 s 末力 F 的瞬时功率 P=Fv=66 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 10/s 2，问： 汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多
12、少? 若汽车保持 0.5/s 2 的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间? 解析：当牵引力 F 大小等于阻力 f 时，汽车的加速度 a=，速度达到最大值 vm，据公式 =Fv，可得出汽车最大速度 vmP 额 =Fv=fvm12m/sfFvm额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 =fma=0.1mgma=7500 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 vm，据功率公式 P=Fv 得：8 m/sFPvm额设汽车能维持匀加速运动的时间为 t0，则：vm
13、 =at0得：t 0=vm /a=16s课余作业书面完成 P10“问题与练习 ”中 14 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 Bv2C3 v2D v342、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
14、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？（W 1=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？（W 2=150J）前 1s 和后 1s 重力对物体做功的功率各是多大？（P 1=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 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？FA FB
