人教版必修二第七章第3节功率教案

第三节 功率

教学目标：

（一）知识与技能

1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。

2、t

W P =，Fv P =的运用。 （二）过程与方法

1、t

W P =通常指平均功率，0→?t 为瞬时功率。 2、Fv P =，分析汽车的启动，注意知识的迁移。

（三）情感、态度与价值观

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，并灵活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：

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

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

学生思考回答，后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。

教师追问：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

学生认真思考，分组讨论，选出代表回答，教师点评。

【投影问题】

力F 1对甲物体做功为W 1，所用时间为t 1；力F 2对乙物体做功为W 2，所用时间为t 2，在下列条件下，哪个力做功快

A ．W 1=W 2，t 1＞t 2

B ．W 1=W 2，t 1＜t 2

C ．W 1＞W 2，t 1=t 2

D ．W 1＜W 2，t 1=t 2

学生认真完成上面的问题。

教师总结：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

t

W ，叫做功率。用P 表示，则 t

W P = 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 与W 、t 间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定。这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W =Pt 。

教师指导学生阅读教材，提问：

（1）功率的单位是什么

（2）公式t

W P =是平均功率还是瞬时功率 学生阅读教材后，小组讨论，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决定，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）t

W P =指平均功率，当0→?t 时，即表示瞬时功率 2、对额定功率和实际功率的学习

教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。教师帮助总结、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。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。

3、功率与速度

教师提出问题：力、位移、时间都与功率相联系，请同学们用学过的知识推

导出功率与速度的关系式；推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分，然后自己再推导。

学生阅读教材，思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式。

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与v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的分量相乘。

（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）如果时间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。

教师提出问题：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，用自己的话加以解释。

学生阅读教材，讨论、推理、作答。

根据公式P=Fv：

（1）当功率P一定时，F与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，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。

（2）当速度v一定时，P与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，功率P与速度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，根据牛顿第二定律，可求出加速度a =F m =2 m/s 2，则：

物体在3 s 末的速度v =at =6ｍ/s

物体在3 s 内的位移s =21at 2=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 =W t =18 W （或2

6620?=+==v F

v F P 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，阻力是车重的倍，g 取10ｍ/s 2，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ｍ/s 2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v m ，据公式Ｐ=Fv ，可得出汽车最大速度v m P 额=Fv =fv m

===f

P F P v m 额12m/s （2）汽车做匀加速运动所能维持的时间应该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 =＋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：

=='F P v m

额8 m/s

设汽车能维持匀加速运动的时间为t0，则：

v m′ =at0

得：t0=v m′ /a=16s

（三）课堂小结

学生自己概括总结本节的内容并与同学交流

（四）布置作业

完成“问题与练习”中的题目。