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1、第十一章第 2 节 功率教案（一）【教学目标】知识与技能1结合实例理解功率的意义，建立功率概念，得出计算公式。2了解功率在实际中的应用，学会用功率的公式进行简单地计算。过程与方法1通过建立功率概念的过程，学会用比较的方法进行物理探究。2通过讨论，体会物理学中研究问题的方法。情感、态度与价值观通过学习，培养对生活中常见物理现象进行简单分析的能力。【教学重点】理解功率的概念及其计算。【教学难点】对功率概念的理解。【教具准备】多媒体课件。【教学过程】一、情景引入多媒体展示：一个工人单独挖土和挖掘机挖土比较，哪一种方法更快？图中的情景说明了什么问题？类似的事例还有吗？教师通过所设计的情景，将学生引入怎
2、样比较做功快慢的问题上，让学生发表自己的看法，初步知道物体做功是有快慢之分的。二、新课教学探究点：功率及计算公式1引导回顾“速度”的知识。速度是表示物体运动快慢的物理量。教师引导：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？2向学生提供一组数据，让学生想一想，议一议谁做功最快？说出比较的依据。物体所做的功所用时间A 1000J 5s B 1000J 10s C 4000J 1min D 6000J 1min 学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，再通过教师的引导使学生领悟比较
3、物体做功快慢的方法：(1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快；(2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。3提问：用什么方法可以方便准确地表示物体做功的快慢呢？教师引导：用一个包含有功和做功所用的时间的概念来表示物体做功的快慢是否可行？4介绍功率的概念及计算公式并以适当的事例加以巩固。学生在教师的引导下，理解功率的概念，功率表示的物理意义，认识功率的相关单位及计算公式。教师总结：(1)意义：功率是用来表示做功快慢的物理量。(2)定义：单位时间内所做的功，叫作功率。通常用符号“P”表示。(3)公式：PWt。(4)单位：瓦特。在国际单位制中，W的单位是焦耳(J)；t 的单位是秒(s)；P
4、的单位是瓦特(W)。1 瓦特 1 焦耳/秒，1kW 1000W 用已知物理量的比值定义新的物理量，是建立物理概念常用的方法。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，像我们已经研究过的速度就是用这种方法来定义的。5巩固提高：例题 1：用 1 牛的力在 2 秒内将物理课本从地上提高1 米，你能算出这个力做功的功率吗？教师先引导学生求出所做的功，再求功率，这对学生巩固前后知识均有所帮助。同时推导出功率推导式：PFv拓展应用：开车上坡时，司机往往会增大油门，减慢速度？这是为什么？(意图：注重知识迁移能力的培养，体验学以致用的乐趣。)例题 2：体重为 600N的爷爷与体重为 3
5、00N的小孙子举行登楼活动，楼高三层共 10 米。若：(1)爷、孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼；(2)爷爷年纪大、身体较重，孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的 2 倍；(3)孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的3 倍。以上三种情况下，谁做功多？谁做功少？谁用的时间多？谁用的时间少？谁做功快？谁做功慢？引导学生回到前面所举的例子，通过讨论及训练，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。学生边思考，边动手进行计算解答。教师把学生的答案进行投影，可进行全班讨论，加深理解。6学生自己阅读课本例题，动手做一做。学生自己阅读、解答，教师在教室巡视，给有学习困难的学生适当的帮助。学
6、生解答完后，教师再解题示范，强调解题的方法和规范的解题步骤。【板书设计】第 2 节功率1物理意义：表示物体做功的快慢2定义：单位时间里所做的功，叫作功率3定义式：PWt4单位：瓦特(W)1W 1J/s 1kW 103W 5推导式：PFv6功率的计算【教学反思】以往的教学过程按教材的思路进行授课，课堂显得枯燥，学生学习热情不高。本节课教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体会到学以致用的乐趣。教学实践证明，引导学生主动参与研究，教学效果更好。第十一章第 2 节 功率教案
7、（二）【教学目标】（一）知识与技能1知道功率。能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式及其单位。2能结合生活中的实例说明功率的含义。3能应用功率的定义式进行简单的计算，并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。（二）过程与方法1经历探究人体的输出功率的过程，进一步熟悉科学探究的基本步骤。2通过资料认识常见运动物体的功率大小，了解功率在实际应用的重要价值。（三）情感态度与价值观1通过测量活动的组织安排，培养学生的合作意识和协作能力。2进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。【教学重难点】本节在学习机械功之后，从做功快慢的角度认识
8、功这个物理量。功率在实际生活中具有重要意义，也是后续学习电功率等知识的基础。教科书通过对生活、生产实例的分析，采用比值定义的方法引入功率的概念。要求学生明确功率的物理意义，能进行简单的计算，并能利用功率的概念测量生活中功率的大小。对功率概念的认识是本节教学的重点。功率与功的关系和物体运动速度与距离的关系相似，学生在学习速度概念的基础上容易进行知识的正迁移，所以，可以结合实例采用类比的方法引入功率的概念。这样既有利于学生认识与记忆，也可以渗透科学方法教育。教学重点：功率的概念和利用公式的计算。教学难点：对功率意义的理解【教学策略】与速度、密度和压强的定义方法相同，功率也是采用比值法定义的物理量。
9、教学中通过人上楼的实例创设情景，让学生思考做相同的功，用时不同，引出做功快慢的问题，为功率概念的提出做铺垫。类比速度是表征物体运动快慢的物理量，做功的快慢取决于相同时间内做功的多少，因此新概念的引入需要用功与做功所用时间的比来完成，它的大小为单位时间，内所做的功。【教学资源准备】多媒体课件、磅秤、秒表、刻度尺等。【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课（5 分钟）问题：小明的教室在五楼，通常上楼需要 15min，一次他跑步上楼只用了40s，请问：（1）小明在两种情况下，做的功是否相同？（2）你认为这两种上楼做功方法，从物理的角度思考有什么不同？人们在生产、生活和工作中使用了大量的机
10、械来做功，这与人力直接做功学生思考并回答。学生所举事例可能有：人上高楼（如 16层楼）时，乘电梯比走路要快得多；拖拉机耕地比牛耕地要快得多；挖从生活中的实际问题引入新课，增强了生活与物理的联系。能充分调或畜力做功，在完成的快慢方面有何不同？请举例说明。为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量功率土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多动学生参与课堂教学的积极性新课教学（30 分钟）一、功率概念的引入回忆以前我们是如何比较物体运动快慢的。启发同学们思考如何比较做功的快慢。用速度可以表示物体运动快慢来类比，讲述功率的定义：功与做功所用时间的比值叫
11、做功率，功率在数值上等于单位时间内做的功。公式：功率=功/时间如果用 W 表示功，t 表示时间，P表示功率，则可以把上式写成P=W/t（板书）思考：类比速度的单位，功率的单位应该是什么？J/s 有一个专门的名称叫瓦特，简称瓦，用字母 w表示，是为了纪念英国的物理学家瓦特而用他的名字命名的。1W=1J/s 在工程技术中，功率常用的单位还有：千瓦（kW）、兆瓦（MW），它们与瓦之间的换算关系是什么？换算关系：1kW=103W 1MW=106W 练习：结合速度的定义、计算和单位，完成下列表格速度单位是距离单位与时间单位复合而成的，是m/s。功率的单位应该是功的单位与时间单位复合而成的，应该是J/s。
12、学生积极思考，完成表格。通过分析让学生明白，功和功率是两个不同的概念。功率是单位时间运用类比，从科学方法角度对学生进行思维训练，使学生对类比法和比值定义法有更深刻的认识，为今后研究类似问题提供方法上的帮助。物理量速度功率物理意义表示物体运动快慢定义单位时间内运动的路程计算公式单位m/s km/h 介绍一些常见物体的功率，记住人平时骑自行车的功率约为6080W。例题：下列关于功率的说法中，正确的是（）A物体做功越多，功率越大B物体做功时间越短，功率越大C物体做功越快，功率越大D物体做功时间越长，功率越大内做的功，物体做的功多，但做功用的时间较长，功率不一定大，A错。物体做功时间短，但做的功太小，
13、功率也不一定大，B错。物体做功越快，其含义是做相等的功用的时间短，或相等时间内做的功多，所以功率越大，C正确。物体做功时间长，而做的功如果太少，功率反而越小让学生区别做功快慢与做功多少，明白功和功率是两个不同的概念二、功率的测量上课铃响了，你和你的同伴都从一楼爬到了四楼，你们俩的功率谁的大？如何测量你们爬楼的功率？思考：（1）需要测量哪些物理量，才能测出人的功率？（在学校里，人爬楼的高度通常可以利用一阶台阶的高度台阶数进行测量）。（2）所需要的测量工具是什么？（3）计算功率的表达式是怎样的？（4）设计出记录表格学生思考、讨论，明确需要测量人的重力或质量 G、一级台阶的高度h、跳过的台阶数n、所
14、用的时间 t。需要的测量工具是磅秤、秒表、刻度尺。计算功率的表达式是通过估测人体登楼的功率的活动，让学生在学习物理知识的同时激发学习的兴趣和求知欲，在解决问题的探究实验次数重力G/N台阶数 n一级台阶高度 h/m时间t/s功率P/W1 2 与同学合作，测量在不同情况下人的功率。想一想：还有哪些简便的方法可以测出人的功率？（如跳绳、俯卧撑等）。指导学生推导计算功率的另一公式：由和可得指出对解决车、船的速度、功率、牵引力的问题较为方便。计算时注意“F”的单位是 N，“v”的单位是 m/s，此时“P”的单位才是 W。公式说明，当发动机的功率一定时，牵引力与运动速度成反比。当需要较大的牵引力时，要减小
15、其行进的速度。汽车爬坡时，司机采取的换挡减速的办法，以获得较大的牵引力。例题：一辆小轿车以10m s 的速度匀速通过一隧道，若该小轿车发动机的牵引力为 6000N，求：（1）小轿车发动机的功率为多少？（2）5 秒内发动机所做的功为多少？练习：一辆功率为 45kW 的汽车，以 72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km，求根据自己的设计进行实验，并将数据记录于表格中。学生听讲并练习过程中获得成功的喜悦会用公式解决简单的问题汽车受到的阻力课堂小结（5 分钟）通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小
16、结促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力第 2 节 功率同步练习一、选择题1 速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程和时间的比值来定义的。初中物理经常用到这种定义物理量的方法，下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是()A密度B压强 C功 D功率答案：C 解析：密度是物体质量与体积的比值，压强是压力与受理面积的比值，功率是功与时间的比值。功是力与在力的方向上通过的距离的乘积，不是用比值法定义的。2在如图 1 所示的四位科学家中，以其名字命名功率单位的是（）图 1 答案：C 解析：牛顿是力的单位，帕斯卡是压强的单位，瓦特是是功率的单位，焦耳是功的单位。3下列关于功率的说法中，正确的是(
17、)A物体做功越多，功率越大B物体做功时间越短，功率越大C 物体做功越快，功率越大D 物体做功时间越长，功率越大答案：C 解析：功率是单位时间内做的功，物体做的功多，但做功用的时间较长，功率不一定大，A错。物体做功时间短，但做的功太小，功率也不一定大，B错。物体做功越快，其含义是做相等的功用的时间短，或相等时间内做的功多，所以功率越大，C正确。物体做功时间长，而做的功太少，功率反而越小。4如图 2所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列物理量中，不需要测量的是（）A他的质量B单杠的高度C 每次身体上升的高度D 做“引体向上”的时间答案：B 解析：小明同学做“引体向上”时克服自身重力做
18、功，其功率应该利用计算，所以要测量他的功率，需要测量他的质量、他每次身体上升的高度以及做“引体向上”的时间，至于单杠的高度，无需测量。5如图 3 所示，是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是()图 3 AP甲P乙 B P甲P乙CP甲=P乙D无法比较确定答案：A 解析：从图像看出，相等时间内甲、乙两个物体做的功不相等，W甲W乙。或者做相等的功 W甲，甲、乙两个物体所需时间的不相等，t甲t乙，这两种情况说明 P甲P乙。6三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论：甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才
19、能进行比较；乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。A甲、乙和丙B甲和乙 C甲和丙 D乙和丙答案：D 解析：学生爬楼时克服自身重力做功，其功率应该利用计算。要比较他们的功率，可以测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，然后就可以进行比较。或者在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；再者在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。7在 2019年中考体能测试中，小明同学选择跳绳。他在1min 内跳了 120次，每次跳离地面的高度为5cm。假
20、设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近()A5W B50W C500W D 5000W 答案：B 解析：假设小明质量为 50kg,他跳绳时克服自身重力做功，计算他的功率时需要弄清楚他跳一次绳所做的功，以及跳一次绳用的时间。则功率为。8用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢，这是为了()A减少机器损耗B获得较大的牵引力C 节省燃油D 减小阻力答案：B 解析：由和可得。由此我们便可以理解用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢。这是因为拖拉机的功率是一定的，其行进速度越小，获得的牵引力越大，这样才能克服耕地时的较大阻力前进。9小盼、小汉两同学沿同一竹竿进行爬竿比赛，小盼从地面匀速爬到竿顶用了 16s
21、，小汉从地面匀速爬到竿顶用了12s，已知小盼、小汉两人的体重之比为 3：4，则小盼、小汉两人爬竿的功率之比是（）A3：4 B4：3 C9：16 D16：9 答案：B 解析：爬竿运动是克服自身重力做功，两人从同一位置匀速爬到竿顶则h 相同，其功率应该利用计算。可以看出功率与体重成正比，与时间成反比。即。10一个物体由 A点自由下落时,相继经过 B、C两点，如图 4 所示，已知 ABBC，物体在 AB段重力做功 W1，功率 P1；在 BC段重力做功 W2，功率 P2，则下列关系正确的是()AW1W2，P1P2 BW1W2,P1=P2C W1W2，P1P2 DW1W2,P1P2答案：C 解析：物体下
22、落过程中，重力对物体做功，做功大小，因为 AB、BC两段重力相同，高度相同，所以W1=W2。既然做的功相同，但BC段下落要比 AB快，时间比 AB小，根据，所以 P1P2。二、填空题11如图 5 所示，表示挖掘机与人力挖土做功的快慢，我们可以采用 _相同，比较 _ 的方法；或采用 _相同，比较 _的方法。答案：时间做功大小做功时间解析：功率是表示做功快慢的物理量，由做功大小和所用时间长短共同决定。12木块在大小为 2N的水平拉力作用下，10s 内在水平面上沿拉力方向前进1m，拉力做的功为 _J，功率为 _w。答案：2 0 2 解析：拉力做的功利用计算，功率利用计算。13某工人在水平地面上，用1
23、00N水平推力以 05m/s 的速度匀速推动重500N 的 物 体，使 它 沿 水 平 方 向 移 动10m,该 过 程 中 工 人 所 做 的 功是 J，水平推力的功率是 W。答案：1000 50 解析：工人计算人所做的功利用公式，水平推力 的 功 率。或 者 先 计 算 物 体 运 动 的 时 间，再利用计算功率。三、计算题14龙舟比赛是中国传统运动项目之一。如图6，某队龙舟和运动员总质量为 25103kg，在一次龙舟赛上，该队以 1min40s 的成绩夺得 500m比赛冠军。已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的012 倍。（1）该队的龙舟比赛在500m比赛过程中的平均
24、速度是多少米/秒？（2）如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时的功率是多少千瓦？（g=10N/kg)图 6 答案：（1）5m/s（2）150kW 解析：(1)已知物体运动的路程和所用时间，利用公式得到运动的平均速度；(2)已知龙舟和运动员总质量，可以得到总重力；已知龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的012倍，可以得到阻力的大小；因为龙舟做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力；已知牵引力和运动速度，利用公式得到划船时的功率。15一质量为 3000kg的汽车沿着长为 54km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为05km的山顶时，耗时15min，
25、汽车发动机的牵引力为4000N。求：（1）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。答案：（1）（2）（3）解析：题目已知条件有多余，应该注意排除干扰因素。（1）计算速度公式中，路程应为汽车行驶的实际长度54km，而不是 05km。（2）汽车发动机牵引力做的功应该是牵引力与汽车通过距离的乘积，与汽车重力无关。16压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3104千克，发动机的额定功率为120 千瓦，g 取 10 牛/千克。求：（1）如图 7 所示该压路机在沥青路面碾压时，压路机
26、对水平路面的压强为2105帕，压路机对水平路面的压力为多少牛顿？压路机与路面的接触面积为多少平方米？（2）该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500 秒，发动机所做的功为多少焦？（3）该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4 米/秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？答案：（1）3105牛15 米2（2）6107焦（3）3104牛 3 104牛解析：（1）压路机对路面的压力等于其重力，重力可以利用计算。压路机与路面的接触面积可以利用压强公式的变形计算。（2）发动机所做的功直接利用计算。（3）根据，变形得到就可以计算压路机的牵引力。再根据压路机匀速直线行驶，压路机受到的阻力与牵引力是平衡力，这样可以顺利计算出阻力。