人教版必修二第七章第3节-功率-教案.docx

第三节 功率
教学目标：
（一）知识及技能
1, 理解功率的定义及额定功率及实际功率的定义。
2, ，的运用。
（二）过程及方法
1, 通常指平均功率，为瞬时功率。
2, ，分析汽车的启动，留意知识的迁移。
（三）情感, 看法及价值观
感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。
教学重点：
理解功率的概念，并敏捷应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
教学难点：
正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
教学方法：
老师启发, 引导，学生自主阅读, 思索，探讨, 沟通学习成果。
教学用具：
投影仪, 投影片, 录相资料, CAI课件。
教学过程：
（一）引入新课
不同的物体做相同的功，所用的时间可能不同，或在相同的时间内，做的功可能不同。也就是说做功存在着快慢之分，那么，怎样描述做功的快慢呢？这就是本节课要学习的问题。
（二）新课教学
1, 功率
提出问题：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快？你是用什么方法比较它们做功快慢的？
学生思索回答，后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。
老师追问：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起
重机用30s把0.4t的货物提到相同的高度。两台起重机谁做功更快？你是用什么方法比较它们做功快慢的？
学生仔细思索，分组探讨，选出代表回答，老师点评。
【投影问题】
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
学生仔细完成上面的问题。
老师总结：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，则
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及W, t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身确定。这个公式变形后给我们供应了一种求功的方法：W=Pt。
老师指导学生阅读教材，提问：
（1）功率的单位是什么？
（2）公式是平均功率还是瞬时功率？
学生阅读教材后，小组探讨，回答问题：
（1）由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位确定，在SI制中，功率的单位是：瓦特=W，1W=1J/s，常用单位：千瓦（kW） 1kW=1000 W
（2）指平均功率，当时，即表示瞬时功率
2, 对额定功率和实际功率的学习
老师指导学生阅读教材“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额
定功率和实际功率”是怎样理解的？
学生阅读后回答。老师帮忙总结, 补充。
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：指机器工作中实际输出的功率。
机器不肯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。实际功率假如大于额定功率简单将机器损坏。
3, 功率及速度
老师提出问题：力, 位移, 时间都及功率相联系，请同学们用学过的知识推
导出功率及速度的关系式；推不出来的同学可以先阅读教材“功率及速度”部分，然后自己再推导。
学生阅读教材，思索老师提出的问题，推导功率及速度的关系式。
总结：
（1）P=Fv，即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。当F及v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的重量相乘。
（2）公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度，P表示力F在这段时间t内的平均功率；
（3）假如时间t取得足够小，公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率。
老师提出问题：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以说明。
学生阅读教材，探讨, 推理, 作答。
依据公式P=Fv：
（1）当功率P肯定时，F及v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。
当交通工具的功率肯定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的方法减小速度来得到较大的牵引力。
（2）当速度v肯定时，P及F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。
汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必需加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
（3）当力F肯定时，功率P及速度v成正比，即速度越大，功率越大。
起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。
4, 典例探究
例1, 质量m=3 kg的物体，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s，求：
（1）力F在t=3 s内对物体所做的功。
（2）力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率。
（3）在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。
解析：物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，依据牛顿第二定律，可求出加速度a==2 m/s2，则：
物体在3 s末的速度v=at=6ｍ/s 物体在3 s内的位移s=at2=9 m
（1）力F做的功W=Fs=6×9 J=54 J
（2）力F在3 s内的平均功率P==18 W（或W=18 W ）
（3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6 W=36 W
例2, 汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10ｍ/s2，问：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少
（2）若汽车保持0.5ｍ/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间
解析：（1）当牵引力F大小等于阻力f时，汽车的加速度a=0，速度达到最大值vm，据公式Ｐ=Fv，可得出汽车最大速度vm
P额=Fv=fvm
12m/s
（2）汽车做匀加速运动所能维持的时间应当从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为f，据牛顿第二定律，有
F牵=f＋ma=0.1mg＋ma=7500Ｎ
当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为v′m，据功率公式P=Fv 得：
8 m/s
设汽车能维持匀加速运动的时间为t0，则：
vm′ =at0
得：t0=vm′ /a=16s
（三）课堂小结
学生自己概括总结本节的内容并及同学沟通
（四）布置作业
完成“问题及练习”中的题目。
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