2. 功率优质课教案设计

7.3 功率---机车启动问题

【教材分析】

机车启动是功率内容的延续，是功率、速度包括能量在生活中的具体应用。本节讲述功率的概念，功率公式的应用。要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，要通过机车启动的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对恒定功率和恒定加速度两种启动方式有所理解。

【学情分析】

机车启动学生较难理解，这是难点。学生几乎没有接触过机车因此，该部分学生以纯理论认识，这个难点就不易突破。

【教学目标】

1、理解机车的两种启动方式

2、能区分两种方式

3、会运用其解决实际问题

4、

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，并灵活应用两种启动方式解决实际问题

【教学难点】

两种启动方式的区分，灵活应用。

【教学方法】

教师启发、引导，思考，讨论、交流学习成果。

【教学工具】

投影仪、投影片。

【教学过程】

一、机车以恒定功率启动的运动过程

1、这一过程，F、v、a的变化也可表示为：

vF 当Ff

时PF-f保持匀速直线运动a

a＝0 vmv

达到最大

vm

变加速运动匀速运动2、用v－t图，这一过程可表示为下图：最大速度之前是一段曲线。

v

vmt例1. 卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（ ）

A．Pt B．fs C．Pt=fs D．fvmt

解析：发动机所做的功是指牵引力的功。由于卡车以恒定功率运动，所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间，∴A对。B项给出的是卡车克服阻力做的功，在这段时间内，牵引力的功除了克服阻力做功外还要增加卡车的功能，∴B错。C项给出的是卡车所受外力的总功。D项中，卡车以恒功率前进，将做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时牵引力等于阻力，阻力f乘以最大速度vm是发动机的功率，再乘以t恰是发动机在t时间内做的功。故A D是正确的。

二、机车以恒定加速度启动的运动过程

1、匀加速启动过程的各个量（P、F、a、v）的变化情况如下：

o

2、用v－t图，这一过程可表示为下图：

起初匀加速运动是一段倾斜的直线，紧接着是一段曲线，最后是平行于时间轴的直线。

vmvt

v

ot例2. 汽车发动机的额定功率为60kw，汽车的质量为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）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？

（2）若汽车保持以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）根据题意，汽车达到最大速度时作匀速直线运动，所以有36010m/s12m/s。

vm5000100.1FfP额P额（2）汽车以恒定的加速度a匀加速运动，则牵引力恒定。P＝Fv，随v增大，牵引力功率P也增大，当功率增大至额定功率时不能再增大，牵引力减小，加速度也减小，匀加速运动结束。设此时速度为vt，则有

P额601035.01035.01030.5

fma即vvt解得

v＝8.0m/s。

由v＝at得，这一过程维持的时间为t＝tv8.0s16s。

a0.5课堂总结

注意：

（1）机车以额定功率启动。过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。

（2）机车以恒定加速度启动时，第1过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。