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2020-2021学年高中物理 第1章 功和机械能 第2节 功率教案1 鲁科版必修第二册

2020-2021学年高中物理 第1章 功和机械能 第2节 功率教案1 鲁科版必修第二册

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第2节　功率

《机械功》选自鲁科版高中物理必修2第一章第2节， 本节在学习机械功之后，从做功快慢的角度认识功这个物理量。功率是反映力做功快慢的物理量，而功体现了力的作用在空间上的效果积累，同时功又是能量转化的量度，功率和功的教学既是延伸了前面所学的力的相关知识，又为后面即将学习的能得相关知识做好了铺垫，所以本节课在第七章中占有重要的位置。

【物理观念】理解功率概念及额定功率和实际功率的定义；会利用P=W/t，P=FV进行相关的计算。
【科学思维】从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。
【科学探究】通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义。
【科学态度与责任】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；通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。

【教学重点】理解功率的概念、意义及计算公式 和 的准确掌握。
【教学难点】汽车实际运动过程中涉及功率的相关问题分析及对瞬时功率和平均功率的理解和计算

【导入新课】
借用挖掘机挖土比直接用人工挖土做功快得多

思考：怎样来描述做功的快慢？
【新课讲授】
一、功率的定义
1、定义：力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率。
2、定义式： （“比值定义法”）
3、单位：瓦特，简称瓦，符号W, 1W=1J/s
常用单位：kW 1kW=1000W
4、物理意义：反映力对物体做功的快慢。
5、功率是标量，只有大小，没有方向。
二、额定功率和实际功率
问题一：汽车做功能否像飞机做功那样快？
问题二：汽车超负荷运转会产生什么后果呢？
1、额定功率：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：是指机器工作中实际输出的功率（机器不一定在额定功率下工作）。
3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。

思考：那么在机车启动和运行过程中，发动机的功率是指的牵引力的功率还是合外力的功率?
回答：应该是指的牵引力的功率，因为发动机是提供牵引力的。
【小结】在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。
三、功率与力、速度之间的关系
思考：一辆汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？（通过该题，引发学生对功率与力、速度的理解）

1.分解速度

P＝F（vcosα）

2.分解力

P＝（Fcosα）v
思考：对于公式P＝Fvcosα
1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 反比
2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 正比
3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？ 正比
（回扣前面的问题）

一辆汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？
回答：输出功率不同
以同样的速度在行驶，载重车需要的牵引力大于空车，根据公式 P＝Fv ，可得载重车的输出功率大于空车的。
四、平均功率与瞬时功率
（练习引入平均功率和瞬时功率）
练习：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动， (g取10m/s2)
1、前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？
P1=50W P2=150W
2、这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？
P3=100W
【总结】即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的
1、 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢
2、 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
（当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率；当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率）
（当 v为平均速度时，此式表示平均功率；当 v为瞬时速度时，此式表示瞬时功率）
例题：一列高速列车总质量m=465t，其额定功率P=5300Kw,在水平轨道上行驶时，轨道对列车的的阻力F阻是车重的0.018.列车以额定功率工作，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）当行驶速度v=10m/s时，列车的牵引力和加速度
（2）列车在水平轨道上行驶的最大速度
【分析】由已知的速度和额定功率求出牵引力，再根据牛顿第二定律求出加速度。列车以额定功率工作，若牵引力F大于阻力F阻，列车做加速运动。随着速度的增大，牵引力 逐渐减小。当F= F阻时列车的加速度为0，速度达到最大
五、课堂小结
一、功率的定义
1、定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。

2、物理意义：功率是反应做功快慢的物理量
3、功率是标量，只有大小，没有方向。
二、额定功率与实际功率
1、额定功率：是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：是指机器在工作中实际输出的功率．
三、功率的表达式 ：P＝Fvcosα
四、平均功率与瞬时功率