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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高一物理功率教案 5 示范教案 7.2 功率 教学目标一、学问目标1.知道功率的定义、定义式、单位 . 2.懂得平均功率和瞬时功率 . 3.懂得功率的导出式 PF v 的物理意义,把握其用法 . 二、才能目标1.学会求解各种不同的功率 . 2.运用功率的不同表达公式分析和解决动力机械的运动问题 . 三、德育目标1.使同学养成详细问题详细分析和严密思维的习惯. . 2.提高同学理论联系实际、解决实际问题的才能 教学重点1.懂得功率的概念 . 2.知道功率的种类及其运算 . 教学难点功率的求解公式 PFv 的意义和应用 . 教学方法电教法、理论联系
2、实际归纳法 . 教学用具名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 投影仪、投影片、录相资料、CAI课件 . 课时支配1 课时 教学过程一、导入新课放录像有 1 t 的货物,预备运到三楼,分别用三种方式起运 . 方式一：搬运工分批搬,需 3 h；方式二：用一台起重机提升,用时 1 min；方式三：用另一台起重机提升,用时 30 s. 摸索在上述录像中,把重物由地面运到三楼,用不同的方式,对重物所做的功是否相同？所用时间不同,得到三种方式中做功的快慢是否相同？导入上述三种方式中,对重物所做的功是相同的,但所用时间不同,说明做功
3、的快慢不同 .在物理学中, 用功率来表示做功的快慢,本节课我们就来学习功率 . 板书：功率二、新课教学（一）功率程序一投影阅读摸索题1.什么叫做功率？：功率是表示什么的物理量？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.功率的定义式是什么？定义式中各个字母分别表示什么物理量？单 位是什么？3.功率的单位有哪些？换算关系如何？程序二同学阅读课文相关内容,并解答摸索题 . 程序三抽查同学解答摸索题,老师总结 . 1.功率是表示做功快慢的物理量 . 2.功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率 . 3.功的定义式是 P=W,其中：
4、t 4.功率的国际单位：瓦特（W）或焦 /秒（ J/s 常用单位：千瓦（kW 换算关系：1 kW=1000 W=1000 J/s 程序四争论：在作用力方向和位移方向相同的情形下,如何用力和速度来表示功率？同学活动：争论并在硬纸片上写出推导过程. 程序五同学在实物投影仪上展现推导过程和结论：推导过程：当作用力方向和位移方向相同时,结论：当力F 和位移方向相同时,力F 的功率等于力F 和物体运动速度 v 的乘积 . 拓展：当力 F 和位移 s 之间有一夹角 时,如何表示功率？名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 推理得到：
5、 P=Fvcos程序六老师讲解点拨：通过上述分析,功率有两个求解公式：1.定义式： P=W; t W t2.推广式： P=Fvcos 关于定义式： P= a.它是普遍适用的,不论恒力做功仍是变力做功,它都适用 . b.它表示时间 t 内的平均功率,只有当物体匀速运动时,才等于瞬时功率 . c.由于功 W 有正负之分,所以功率也有正负之分,功率的正负并不表示功率的大小 . d.应留意： P、W、t 的同一性 . 关于推广式 P=Fvcosa.假如求平均功率时, 式中 v 要用平均速度； 求瞬时功率时, 式中的 v要用瞬时速率,必需留意 F、 与 P 的同时性 . b.当 F 为合外力时, P 为
6、合外力做功的功率；当该力做功的功率 . c.在汽车等交通工具一类问题中,F 为某一外力时, P 为 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. （二）功率的应用和运算程序一争论推广式 P=Fv 投影关于公式 P=Fv 当功率 P 肯定时,牵引力 当速度 v 肯定时,牵引力F和 v 之间有什么关系？F 和功率 P 之间关系如何？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当牵引力 F 肯定时,功率P 和速度 v 之间有什么关系？程序二用多媒体展现以下关系：P 肯定时,力 F 与速度 v 成反比
7、 据 P=Fvv肯定时,力 F 与功率 P 成正比 F 肯定时,功率 P 与速度 v 成正比程序三争论并回答以下问题：1.汽车上坡的时候,司机常用换档的方法来减小速度,为什么？2.汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做？3.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,为什么发动机的输出功率 越大,起吊速度就越大？抽查同学回答上述问题：1.汽车上坡的时候,司机常用换档的方法减小速度,来得到较大的牵 引力 . 2.汽车上坡时,要保持速度不变,就必需加大油门,增大输出功率来 得到较大的牵引力 . 3.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时由于牵引力与重物的重量相 等,即牵引力保持不变,发动机输出的功率越大,起吊的
8、速度就越大 . 程序四例题分析 1.同学阅读课文例题 2.审题名师归纳总结 a.此题中的物体在水平力的作用下做初速为零的匀加速运动. 第 5 页,共 12 页b.要求解在 3 s 内对物体做的功,据W=Fs,必需求出物体在3 s 内的位- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 移. c.求解平均功率和瞬时功率时应选取合适的求解公式. . 3.同学在练习本上写出解答过程,并在投影仪上展现解： a.力 F 在 t=3 s 内所做功的求解：在 F 作用下,产生的加速度为：a=F6 N.=2 m/s2 m3 kg 121at= 2 9 m=9 m 22 在 3 s 内
9、物体的位移为：s= 所以力 F 在 3 s内对物体做的功为 W=Fs=6 9 J=54 J b.力 F 在 t=3 s 内对物体做功的平均功率为：方法一： P=W54J=18 W t3s 方法二：物体在 3 s 末的速度为：vt=at=2 3=6 m/s 所以 P=Fv=F v0.vt0.6=6 W=18 W 22 c.在 3 s 末,力 F 对物体做功的瞬时功率为 P=Fv瞬=6 N 6 m/s=36 W 三、课堂练习练习题一：质量为 m 的木块放在光滑水平面上,在水平力 F 作用下从静止开头运动,就开头运动t s 时 F 的功率是F2tA. 2m 同学解答并在投影仪上F2tC. m F2t
10、2B. 2mF2t2D. m 展现：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同学甲：物体在力 F 作用下, 从静止开头做匀加速直线运动,就在 t s 内的位移为： s= 22121F2Ft 所以 W=Fs=Fat=F t= 22m2m12at 2 WF2t 所以 P= t2m 所以此题选 A. 同学乙：由题意知, 物体在力 F的作用下, 从静止开头做匀加速直线运动,就：a=FF v=at=t mm FF2 P=Fv=Ft=t,所以此题选C. mm 师生共同争论上述两种解法：此题所求是 t s 时 F 的功率,即 F 的瞬
11、时功率,因 F 和 v 同方向,由P=Fv即可求得 .所以同学甲的解法是错误的,由于他求的是 t s 内的平均功率. 总结：1.由公式 P=W 求出的是 t 时间内的平均功率,而公式 P=Fv,假如 v 表示的是平均速度, t 就由公式 P=Fv求出的是平均功率； 假如 v 表示的是瞬时速度, 就由公式 P=Fv求出的是瞬时功率 . 练习题二：一架自动扶梯以恒定的速度v1 运输乘客上同一层楼,乘客第一次站名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在扶梯上不动,其次次以相对于扶梯的速度v2 匀速上走,两次扶梯牵引力做的功分别
12、为 W1 和 W2,牵引力的功率分别为 P1 和 P2,就A.W1W2,P1 P2 B.W1 W2;P1=P2 C.W1=W2;P1P2 D.W1W2,P1=P2 解析：1.两种情形下人对扶梯的压力都等于人的重力,即两种情形下扶梯的牵引力大小相等 . 2.第一种情形下位移为一层楼高度,其次种情形下人也匀速走了一段位移,故扶梯的位移就比第一次小,故有s1s2,W1W2. 3.由于两种情形下牵引力一样大,且牵引力作用下扶梯的运动速度 v1 也保持不变,由 P=Fv,可知 P1=P2 故此题选 D. 练习题三：关于汽车的行驶问题1.介绍相关学问（ 1）机车启动过程中,发动机的功率指牵引力的功率而不是
13、指合外 力或阻力的功率 . （ 2）发动机的额定功率指的是该机器正常工作时的最大输出功率,并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率,实际输出功率可在零和额定值之间取值 . 2.用投影片出示巩固训练题汽车发动机的额定功率为60 kW,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 ms2,问：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - （ 1）汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少 . （ 2）如汽车保持以0.5 ms2 的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间 . 3.分析并
14、用 CAI 课件模拟汽车的两个启动过程 . （ 1）汽车以恒定功率启动后先做变加速运动,最终做匀速直线运动,变化情形如下：F.牵 v 速度 v .F牵.P恒定 F.Fa.牵阻 .m.a.F恒定阻 a.0 时.当. F.F牵阻此时 v 达到最大速度vm,此后保持vm 做匀速直线运动 . F.Fa.牵阻（ 2）当汽车以恒定加速度启动后, 过程变化情形如下： a 恒定 .m.F牵 恒定 F 恒定阻P.Fv牵v.当 P.Pa.0t.v将连续增大 .t.p.F以后 P 肯定随着 v. P 据 F.牵 v 牵.M.a F 恒定阻 F.Fa.阻当 F.F时阻 .牵.此时 v 达到最大速度vm以后汽车将保持以
15、vm做匀速直线运动 . a.0 4.据上述分析：同学求解上述巩固训练,在实物投影仪上对过程进行抽查评析 . 5.用实物投影仪展现正确的解题过程 . 解：汽车受力情形如下列图名师归纳总结 （ 1）据上述分析可知： 当牵引力 F 牵大小等于阻力F 阻时, 汽车的加第 9 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 速度 a0,速度达到最大值vm,据公式 PFv 可得出汽车最大速度. Ptp60.103 vm.m/s.12 m/s 3F 牵 F 阻 0.1.5.10.10 （ 2）由上述分析可知：以恒定加速度启动后的汽车先做一段匀变速 运动,当汽车的功
16、率达到额定功率以后,加速度减小,汽车将做变加速运动,速度连续增大直到加速度a0,这时速度达到最大值vm,以后将保持以 vm 做匀速直线运动,这样汽车做匀加速运动所能维护的时间应当从开头截止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阻,据牛顿其次定律, 有 F 牵 F 阻 ma 0.1mg ma 7500 N. 当汽车的功率增大到额定功率时,汽车做匀加速过程终止,设这时汽 车的速度为 v1,据功率公式 P60.103 PF 牵 v1 得： v1 m s 8 ms .F牵 7500 t 设汽车能维护匀加速运动的时间为 就： tv18.s16 s a0.5 四、小结 用
17、实物投影的形式 通过本节课的学习,我们知道了以下几个问题：1.功率是表示物体做功快慢的物理量 . 2.功率的单位有、k、 1 k 1000 . 名师归纳总结 3.功率的求解公式有：PPFv 也可第 10 页,共 12 页其中 PW PFv. tW 和 PFv 可用来求解平均功率,而- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 用来求解瞬时功率 . t 4.要会用 PFv 分析汽车的两种启动过程 . 五、作业（一）课本 P139 练习二（二）摸索题：1.质量为 m 的物体自高处自由落下,时间t 内重力的平均功率为_,t s 末重力的瞬时功率为_. .假如飞机以速度v
18、2.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比匀速飞行时其发动机的功率为 的功率为 _. P,就飞机以 2v 的速度匀速飞行时其发动机3.起重机的钢绳吊着物体由静止开头竖直向上运动,先以加速度 a（ag）加速运动再匀速运动,最终减速运动到静止,就关于各段运动中绳的拉力的平均功率,以下说法中正确的是 A.第一段平均功率最大B.其次段平均功率最大C.第三段平均功率最小D.第一段平均功率最小4.跳绳是一种健身运动,设某运动员的质量是0 kg,他 1 min 跳 180名师归纳总结 次,假定在每次跳动中,脚与地面的接触时间占跳动一次所需时间的2,第 11 页,共 12 页就该运动员跳绳时克服重力做5 功的平均功率是多少瓦.g 取 10 ms2 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5.在 20 m 高处以大小相等的初速度v020 ms 将三个质量均为0.1 kg 的小球 a、分别竖直上抛、平抛和自由落下,从抛出到落地的全s2. 过程中,求重力对三球做的功和平均功率 不计空气阻力, g10 m参考答案：mg2t1.,mg2t 2.8P 2 3.BC 4.75 5.20 J、20 J、20 J 1021, 10 W, 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页