72功率教案

海安县南莫中学高一年级物理备课组17．2功率【教学目标】1．知道功率的定义式、物理意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法．2．联系生活了解平均功率、瞬时功率，额定功率、实际功率的区别与联系．3．理解功率的导出式P=Fvcosα的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释生活现象并进行计算．【教学重难点】1．功率的表达式P=Fvcosα的物理意义和运用．2．瞬时功率和平均功率的计算．【课时安排】一课时【教学设计】课前预学【预学内容】1.功率是表示的物理量，功率是量，在国际单位制中功率的单位是。2.功率的定义式是，它普遍适用，不管是恒力做功，还是变力做功，不管是机械功还是电功等它都适用。但由它求得的一般是功率。公式P=Fvcosα，式中α为。v为物体的对地速度。当v为平均速度时，求得的功率为功率，当v为瞬时速度时，求得的功率为功率。3.汽车等交通工具的动力学分析：（设汽车受到的摩擦阻力大小保持恒定）(1)当保持功率恒定时，由P=Fv可以看出，F与v成反比，牵引力是变力，汽车作变加速运动，根据牛顿定律F-f=ma（f为汽车受到的阻力），随着速度的变大，将导致减小（对应的加速度也相应减小），但只要有加速度，汽车的速度将进一步增大，导致牵引力进一步减小，直至牵引力F等于阻力f，汽车作匀速直线运动，此时的最大速度为，汽车在不同的输出功率下能够达到的最大速度是不同的，其中的最大值对应汽车以最大输出功率（一般认为等于额定功率）。要提高汽车在给定路面上的最大速度值，应选用额定功率的发动机。(2)当牵引力F不变时，根据牛顿定律F-f=ma，汽车作匀变速运动，P与v成正比，当瞬时功率达到最大功率时，汽车的功率将保持不变，汽车改作运动，直至达到最大速度。海安县南莫中学高一年级物理备课组24．很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请你将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电?【预学疑难】课内互动【新课导入】不同的力对物体做相同的功，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．【新课教学】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：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．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．海安县南莫中学高一年级物理备课组3(1)定义：一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值tW，叫做功率．用P表示，则tWP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．(2)单位：在SI制中，功率的单位是瓦特（W），1W=1J/s常用单位：千瓦（kW）1kW=1000W教师活动：前面三个例子分别从做功相同比较时间、从相同时间比较做功的多少来分析机器的功率，那么如何来理解功率的物理意义呢？学生活动：总结概括．(3)物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量．教师活动：提出问题：功率是标量还是矢量，说说你的理由．(4)功率是标量2．额定功率和实际功率教师活动：大家对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的？相互讨论，借助生活中的经验，用自己的语言描述．学生讨论后回答．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．机器的铭牌上都标有这台机器的额定功率，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．(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的)．（3）平均功率：物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率．（4）瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率教师活动：同学将家里的电器设备上的额定功率，怎么计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？海安县南莫中学高一年级物理备课组4学生活动：总结归纳根据公式tWP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．3．对公式P=Fvcosα的理解教师活动：提出问题：力、位移、决定了做功的多少，而经历时间长短与功率相联系，请同学们用学过的知识推导出功率是否还有别的表达式？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．功率的公式有tWP与P=Fvcosα，两者之间有什么特点呢？学生活动：结合平均功率与瞬时功率的意义，鼓励学生总结分析两个公式之间特点．（1）tWP指平均功率，当0t时，即表示瞬时功率；（2）P=Fvcosα①α为力F与运动速度v方向间的夹角；②F可以是作用在物体上某个恒力，也可以是物体受到的恒定合力③v是瞬时速度，P是瞬时功率，一般用于求瞬时功率，当v是平均速度v,P是平均功率P．教师活动：问题：汽车等交通工具在满功率启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们依据功率的力和速度关系，用自己的话加以解释．学生活动：分情况讨论，推理、交流、举出不同状态下对应功率、力和速度的关系．根据公式P=Fv：①当功率P一定时，F与v成反比，即速度越大，其做功的力就越小．当交通工具的功率一定时，启动过程中速度在不断地增大，汽车的牵引力减小．启动过程中加速度减小，直至最后牵引力和阻力大小相等，加速度为零，汽车匀速运动．教师活动：汽车满功率在平地上行驶遇到爬坡时，驾驶员应该采取什么措施？海安县南莫中学高一年级物理备课组5学生活动：分析在爬坡时，机车的重力有向下的分量，机车在斜面上向后的力变大，牵引力必须要增大．（1）当汽车的功率一定时，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）汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，增大输出功率来得到较大的牵引力．【典例导学】例1．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（）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教师指导学生审题：题目表述和物理情景很熟悉，关注本题有什么新增长点点拨：功是在力的方向上发生位移；本题中平均功率比较这个过程中做功快慢鼓励学生自我分析，尝试得出结果选择C例2．如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（）A．重力对两物体做功相同B．重力的平均功率相同C．到达底端时重力的瞬时功率PA＜PBD．到达底端时两物体的速度相同教师指导学生读题：找出本题中的考察要点⑴功的公式⑵功率的两种类型：平均功与瞬时功率解析：重力对B物体做功为mgh，重力对A物体做功（mgsinθ）s=mg（ssinθ）=mgh，A正确．A、B两物体运动时间不同，平均功率不同，B错．到底端vB2=2gh，vA2=2（gsinθ）·s=2g·（ssinθ）=2gh．A、B两物体到底端速度大小相等，但方向不同，D错．到底端A的瞬时功率PA=（mgsinθ）·vA，B的瞬时功率PB=mg·vB显然PB＞PA，C正确．答案：AC点评：本题主要考查对瞬时功率与平均功率的计算，要求同学们对两种功率理解通彻，并且灵活运用公式．例3．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，FAFB海安县南莫中学高一年级物理备课组6阻力是车重的0.1倍，g取10ｍ/s2，问：⑴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?⑵同样的阻力下，若汽车以10m/s匀速运动，发动机输出实际功率是多少?教师指导学生分析汽车恒定功率启动时运动特点⑴汽车到达匀速运动时牵引力和阻力相等⑵汽车运行时实际功率Ｐ=F牵v解析：⑴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vmP额=Fv=fvmfPFPvm额12m/s⑵汽车做匀速运动时，牵引力F大小等于阻力f，Ｐ=Fv=fv=50kW【课堂小结】本节课我们和大家一起学习了功率这个概念，需要大家掌握功率的物理意义：表示做功快慢的物理量，明晰功率的两种表达式①定义式：P=Wt该式一般用于求平均功率②计算式：P=Fvcosα该式一般用于求瞬时功率．理解实际功率与额定功率的区别，基于P=Fv能够解释一些实际问题．【板书设计】一．功率1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率P=tW（适用求平均功率P）2.功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量国际单位：瓦（w）3.功率的单位：常用单位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）换算关系：1kw=1000w=1000J/s海安县南莫中学高一年级物理备课组74.功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢二．额定功率和实际功率：实际功率总是小于或等于额定功率三．功率与力、速度的关系1.功率与力、速度的关系的推导P=Fvcosα（α为力F与运动速度v方向间的夹角）2.公式：P=Fvcosα（P=FvF与位移s或v同方向）v是平均速度v，P是平均功率P（F为恒力，且F与v同向）P=Fvcosαv是瞬时速度，P是瞬时功率【随堂训练】1．置于水平地面上的物体，在恒力F作用下，沿着F的方向以速度v做匀速运动并通过P、Q两点，若从P至Q的过程中，F做的功为W，相应的功率为P，那么，下面说法中正确的是()A．若v越大，则W和P也越大B．若v越大，则W不变，而P越大C．若v越大，则W越大，而P变小D．不论v的大小如何，W和P均不变2.在高处的同一点将三个质量相同的小球以大小相等的初速度0v分别上抛、平抛、下抛，并落到同一水平地面上，则（）A．三个小球落地时，重力的瞬时功率相同B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相同C．从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同D．三个小球落地时的速度相同3．汽车的发动机的额定输出功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图像如图(1)所示．若在0一t1时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力F合随时间变化的图像(2)可以是四个图中的()图5-921CDABt1toF合t1toF合t1toF合F合ott1t1toP海安县南莫中学高一年级物理备课组8◇课后评价◇7.2功率班级姓名学号1．力对物体做功的功率，下面几种表达中正确的是（）A．力对物体做的功越大，这个力的功率就越大B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大C．力对物体做功小，其功率也可能大；力对物体做功大，其功率也不一定大D．功率是表示做功快慢的物理量，而不是表示做功大小的物理量．2．质量为m的汽车，其发动机额定功率为P，当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到阻力为车重的k倍，则车的最大速度为（）A.B.C.D.3．某人的手用恒定拉力将质量1kg的物体由静止开始竖直向上提升到l