高中物理-4.2-功率教案-教科版必修.docx

功率
一、教学目的：
1．知道功率是表示做功快慢的物理量。
2．理解功率的概念，能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。
3．正确理解公式P=FVcosα的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。
二、重点难点
1．理解功率的概念是本节的重点。
2．瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。
3．机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学过程：
（一）引入新课
上节课学习了功的概念及其计算。现在我们研究下面两个问题。
①质量为2kg的物体在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中，有几个力对物体做功，各做功多少？此过程用多长时间？
②质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，在F2=4N的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中，有几个力对物体做功？各做功多少？此过程用多长时间？
（学生自己解答，教师小结。）
①中拉力做功：W11=F1S=64J；阻力做功：W12=-fS=-64J；时间：t1=s/V=8s.
②中拉力做功：W2=F2S=64J；时间t2=.
可见，力对物体做功多少，只由F、S及它们间夹角决定，及物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下，F1、F2做功一样多，但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。本节课学习做功快慢的描述问题。
板书课题：第二节 功率
（二）进行新课
1．我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率，这是物理学中的一个重要概念。
2．功率的概念
（1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。
定义式：P=W/t
（2）单位：国际单位为瓦(W)，技术上常用“千瓦”（KW）作功率单位。
1W=1J/S，1KW=1000W。
（3）功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量
功率大的做功快。不论在什么条件下，只要明确了功W和所用时间t，就可求出相应的功率。
（4）功率是标量。
由于功有正负，相应的功率也有正负。功率的正负不表示大小，只表示做功的性质，即动力的功率为正，阻力的功率为负，计算时不带符号，只计绝对值。
根据W=FScosα和v=S/ t,可得P=Fvcosα。若F、S同向，可简化为P=Fv。
（5）功率的另一表达式：P=Fvcosα。
F：对物体做功的力。v：物体运动的速度。α：F及v的夹角。
3．平均功率和瞬时功率
（1）平均功率：描述力在一段时间内做功的快慢，用P=W/t 计算，若用P=Fvcosα，V为t时间内的平均速度。
平均功率是针对一段时间或一个过程而言的，因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。
（2）瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢，只能用P=Fvcosα，V为某时刻的瞬时速度。
瞬时功率是针对某一时刻或某一位置而言的，因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪一个位置的瞬时功率。
【例题1】已知质量为m的物体从高处自由下落，经时间t，在t时间内重力对物体做功的平均功率为 ;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为 。
解析：在t时间内，物体下落的高度h=,重力对物体所做的总功W=,所以在t时间内重力对物体做功的平均功率为;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为.
（3）额定功率和实际功率
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。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。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。对公式P=Fv的讨论。
①当功率P一定时，。即做功的力越大，其速度就越小。
当汽车发动机功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v一定时，。即做功的力越大，它的功率也越大。
汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时，。即速度越大，功率越大。
起重机吊同一物体以不同速度匀速上升，输出功率不等，速度越大，起重机输出功率越大。
4．先让学生做课本例题。然后再讲解。
5.对公式P=Fv的讨论。
①当功率P一定时，。即做功的力越大，其速度就越小。
当汽车发动机功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v一定时，。即做功的力越大，它的功率也越大。
汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时，。即速度越大，功率越大。
起重机吊同一物体以不同速度匀速上升，输出功率不等，速度越大，起重机输出功率越大。
【例题2】飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定，当速度很大时，阻力和速度的平方成正比，这时要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发动机的输出功率要增大到原来的：
A．2倍； B．4倍； C．6倍； D．8倍.
解析：飞机、轮船达到最大速度时牵引力F及阻力f相等，即F=f,而f=KV2,所以发动机的输出功率P=FV=KV3，要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发动机的输出功率要增大到原来的8倍.
（三）课堂小结
功率
功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量

平均功率：描述力在一段时间内做功的快慢，用P=W/t 计算，若用P=Fvcosα，V为t时间内的平均速度

瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢，只能用P=Fvcosα，V为某时刻的瞬时速度。

额定功率和实际功率

（四）作业：课本中本节课后的练习1、3
说明：
1．本节教学的重点是使学生确切地理解公式P＝FV的意义，为此教材通过实例进行分析，教学中还可以补充一些实例。
2．通过本节的例题的教学，应使学生学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。
3．考虑到发动机的额定功率及汽车的最大速度的关系比较难一些，单独列为专题加以讨论。在这个专题中，着重分析了汽车由开动到匀速行驶的物理过程，然后运用公式解题，以便使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式。
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