《功率》教案正式版.doc

完整版)《功率》教案正式版
《功率》教案
一、教学目标
1．理解功率的概念：
(1）知道功率是表示做功快慢的物理量。
(2）知道功率的定义和定义式P＝W/t；知道在国际单位制中，功率的单位是瓦特（W）。
（3)知道公式P＝Fv的物理意义。
2．掌握功率的计算：
（1）能够用公式P＝W/t解答有关的问题。
(2)能够用公式P＝Fv解答有关的问题。
二、重点、难点分析
1．功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
2．瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点.学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
三、主要教学过程
1．功率
初中同学们学习过功率的有关知识，都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量.我们一起讨论一些问题。
力F1对甲物体做功为W1，所用时间为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？
A．W1＝W2，t1＞t2；
B．W1＝W2,t1＜t2；
C．W1＞W2,t1＝t2；
D．W1＜W2，t1＝t2。
上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断,其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来,然后总结并板书如下：
功率是描述做功快慢的物理量。
功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率.如果用W表示功,t

明确告诉学生上式即为功率的定义式，然后说明P的单位，W用J、t用s作单位,P的单位为J/s，称为瓦特,符号为W。最后分析并说明功率是标量。
接下来着重说明,功率的大小与单位时间内力所做的功为等值。
至此，再将功的定义式与速度v的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性质的问题,但是研究方法是相同的（同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)。然后提出问题，与学生一起讨论功率的物理意义.
上一节我们讲了功的概念、功的公式之后，经过分析和讨论,对功的物理意义已有所了解。谁能复述一下？
在学生说出做功过程是能量转化过程之后,立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量，并将这一认识进行板书。
2．平均功率与瞬时功率
举例一个质量是1。0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动,第1s时间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m，g取10m/s2）这1s内重力对物体做多少功？（与学生一起算出W1＝50J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m）这1s内重力对物体做多少功？（W2＝150J）前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？（P1＝50W,P2＝150W）这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P＝100W)
指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。因而，用P＝W/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢，只具有平均的意义。板书如下:
(1）平均功率

(2）瞬时功率
为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢,引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量.
提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导：
一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式(P＝ΔW/Δt)，而Δ

P＝F·v此为瞬时功率计算公式
讨论：
①如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的.
②很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作（如汽车)，根据P＝Fv可知：
当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大,即汽车可以跑得快些；
当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
③如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中,牵引力仍可增大，即F和v可以同时增大,但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当FvP额。以后，这种情况不可能实现。
应用公式P＝Fv计算m＝1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率。
由v1＝10m/s按公式求得P1＝100J；由v2＝20m/s按公式求得P2＝200J.
根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义。最后指出,此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化.随着时间的延续，重力势能向动能转化加快。
3．例题讲解
例1．如图1所示，位于水平面上的物体A的质量m＝5kg，在F＝10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s＝36m时撤去拉力F。求：在下述两种条件下,力F对物体做功的平均功率各是多大?(取g＝10m/s2)

1)设水平面光滑;
(2）设物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.15。
解答过程可分为三个阶段：①让学生计算力F在36m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定,与其它因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为W＝360J。②由同学计算这两次做功所用

分别求出t1＝6s，t2＝12s。③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P1＝60W，P2＝30W.
如果有的同学用公式vt2=2αs分别求出每次的末速度，再用公式

例2．如图2所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v＝2m/s的速度向右做匀速直线运动.已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，求：
（1)拉力F对物体做功的功率是多大？
(2）物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？(sin37°＝0。6,cos37°＝0。8)
通过此例题的解答，让学生掌握功率的计算公式P＝Fvcosα,并提醒学生,不要认为F与v总是在同一直线上；并且知道,在功率已知的条件下,可以用W＝P·t计算一段时间内力所做的功。第(1)问的结果为P＝160W；第(2)问的结果为W＝1600J。
例3．课本p．113上的例题，先让学生自己看。让学生注意船速增大的物理过程分析，然后结合图3再做讲解。指明船在额定功率条件下行驶，牵引力F与速度v的乘积为一定值，在图中为双曲线,设阻力f正比v则这两条线的交点P的横坐标值即为最大速度vm.

（三)课堂小结
1．我们讲了功率概念之后，得到了两个公式，定义式P＝W/t和瞬时功率的公式P＝F·v。
2．公式P＝W/t中的t趋近于零时，P即为瞬时功率。不过此公式主要用来计算平均功率。公式P＝Fv中，当v为瞬时速度时,P即为瞬

应的时间段。
五、说明
1．将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义。如一台电动机的额定功率是10kW,表明它每秒钟可以将10kJ的电能转化为机械能,不管它是否工作.因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小。
2．力可以做负功，自然也有负功率。学生不问到时可以不讲。课本上也没讲。重要的不是功率的正负问题，而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢。例如,一物体沿粗糙水平面向前滑动，根据P＝f·v可知其机械能向内能转化，转化的快慢与速度v成正比，这就表达清楚了,没有强调负功率的必要。