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1、第三节:功率教案一、 教材分析功率是反映力做功快慢的物理量,学生在初中已经学过功率,所以引入功率这一概念并不困难.教材在本节中,首先通过两台起重机做功相同,时间不同,引入功率的概念和定义式,并通过对动力机械的分析讨论了额定功率和实际功率,最后推导出功率和速度的关系式.对于平均功率和瞬时功率的概念,教材通过“说一说”和“做一做”栏目，便于根据学生实际情况因材施教。二、教学目标（一）知识与技能1.理解功率的概念.2.知道功率的定义和定义式P= W/t，能够用公式P= W/t解答有关的问题.3.知道公式P=Fv的物理意义，能够用公式P=Fv解答有关的问题.来源:学科4.区别理解额定功率、实际功率和最
2、大功率.（二）过程与方法1.通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念.2.从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法.3.理解功率与力和速度的关系.会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算.（三）情感、态度与价值观1.通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯.2.通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生学以致用的思想.三、教学重点理解功率的概念.四、教学难点来源:Zxxk.Com理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算.五、教学过程设计（一）功率导入:师：在学习了功之后，我们来回忆一下这样的问题：
3、力对物体所做的功的求解公式是什么?生：功的定义式是WFLcosa师：那么只用这一个式子就可以完全描述物体做功这个问题吗?现在我们来看这样一个例子来源:学|科|网情景一：一台起重机在1 min内把l t重的货物匀速提到预定的高度情景二：另一台起重机在30 s内把1 t货物匀速提到相同的高度师：这两台起重机做的功是不是一样呢?生：两台起重机对物体做功的大小相同来源:Zxxk.Com师：那么这两台起重机做功有没有区别呢?区别是什么?生：这两台起重机做功还是有区别的区别就在于他们做功的快慢不一样师：为了进一步研究力对物体做功的快慢，我们进入这一节课的主题：功率情境设置3：力F1对甲物体做功为W1，所用
4、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（ ）AW1=W2，t1t2 BW1=W2，t1t2CW1W2，t1=t2 DW1W2，t1=t2学生能够想到利用工作量与时间的比值来衡量甲、乙两人的工作快慢.用比值来反映快慢，比值大的快，比值小的慢，从而得出比较做功快慢的方法。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，即P=. 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
5、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. 指导学生说出公式中各个字母所表示的物理量和单位.并概括功率的单位，国际单位：瓦特，常用单位有千瓦.开拓视野：认识一些常见机械做功功率汽车发动机：5104 W15104 W摩托车约2103 W喷气客机约2108 W火箭的发动机约11013W人的平均功率约1102 W，优秀运动员短时间内的功率可达1 000 W人心脏跳动的功率1.5 W左右万吨巨轮106 W以上蓝鲸游动的功率可达350 kW等等（二）P=Fvcos 的推导过程在黑板上板书推导过程（1）根据WFscos P
6、得PFvcos 当0时，即F、v同向时，PFv.(2) F与v的关系同时性：F与v必须对应物体同一时刻的值同体性：F与v是同一物体的两个物理量(3)对速度v的理解 物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的 物体的速度大小、方向都发生变化时，仍可以求力的功率例如：平抛物体的运动中，尽管物体的速度大小、方向都不断发生改变，但重力的方向及大小都不变，而物体的竖直分速度vygt，因此，平抛物体经时间t时，重力的功率Pmgvymg2t.即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。分析讨论：由v = s / t求出的是物体在时间内的平均速度，代入公式P=F v求出的功率是F在
7、时间内的平均功率；如果取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。（三）、平均功率与瞬时功率、额定功率与实际功率教师：你对“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？ 额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额定功率下工作。实际功率：机械在运行过程中实际输出的功率是实
8、际功率。实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率（称满负荷运行），但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。机车启动过程中，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。 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。通常用定义式P=W/t描述，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率。瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示，必须注意F、v与P的同时性。（四）、机车启动的两种方式1. 以恒定功率起动 汽车在起动过程中，在水平方向上仅受牵引力F和阻力f的作用。在中学阶段，认为阻力f是恒定的。当汽车以额定功率起动时，由公式PFv和可知，随着时间的推移，汽车的速度
9、将不断增大，牵引力F和加速度a都不断减小，直至汽车的牵引力F和阻力f相平衡为止。这时，加速度a0，汽车的速度达到最大值。 这一类型的汽车起动问题具有下列特点： （1）汽车做加速度越来越小的变加速直线运动，最终成为匀速直线运动。其速度-时间图像如图1所示。来源:Zxxk.Com图1 （2）汽车的瞬时功率Pt始终等于汽车的额定功率：。 （3）汽车的牵引力F和阻力f始终满足牛顿第二定律：来源 （4）汽车的牵引力F和瞬时速度vt始终满足，牵引力是变力。 （5）在达到最大速度时，因为牵引力和阻力平衡，此时有。 （6）这个过程不能应用运动学公式。 2. 以恒定牵引力起动汽车以恒定牵引力起动，有时也说成以恒
10、定加速度起动。由于牵引力F恒定，根据牛顿第二定律，可知：加速度a恒定。故汽车作匀加速直线运动，汽车的瞬时速度，实际功率随着时间的推移将不断增大。由于汽车的实际功率不能超过额定功率，汽车的匀加速直线运动只能维持到其实际功率等于其额定功率的时刻。此时汽车的速度达到它匀加速直线运动阶段的最大速度，其后汽车只能以额定功率起动的方式进行再加速，其运动方式和第一种起动形式完全相同。这时汽车继续做加速度越来越小的变加速直线运动，直至汽车进入匀速直线运动状态，速度达到最终的最大速度。来源:学科网ZXXK 这种起动方式具有下列特点： （1）汽车的起动过程经历了两阶段：一是匀加速直线运动阶段，二是变加速直线运动阶
11、段，最终做匀速直线运动，其速度-时间图像如图2所示。 （2）汽车在匀加速直线运动阶段，其瞬时速度；其做匀加速直线运动所能维持的时间 （3）汽车在匀加速直线运动阶段甲，其瞬时功率。 （4）汽车在匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，且满足。 （5）汽车在变加速直线运动阶段里，其功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有。 小结：解决机车启动问题的关键： （1）把握住两个公式 PFv和 （2）分清运动性质六、小结功率概念的建立，采用了物理学中经常使用的比值定义法，所以本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题.在机车启动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力.