2. 功率教学设计及说课稿

第二节

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、PW，PFv的运用。

tW通常指平均功率，t0为瞬时功率。

t（二）过程与方法

1、P2、PFv，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

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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？

学生认真思考，分组讨论，选出代表回答，教师点评。

【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的比值功率。用P表示，则

PW

tW，叫做t

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PW是平均功率还是瞬时功率？

t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，

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功率的单位是：瓦特=W，1W=1J/s，常用单位：千瓦（kW） 1kW=1000 W （2）PW指平均功率，当t0时，即表示瞬时功率

t2、功率、力与速度

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

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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F线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a==2 m/s2，则：

m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 （或PFvFW（3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=6×6 W=36 W 例2、汽车从车站开出时，总要有一段加速运动．试问能否让汽车一直保持加速运动，使汽车的速度无限增大？为什么？

【解】

设汽车的功率为P，

行驶时受到的阻力为f，根据

关系式 P = F 可知，汽车的牵引力

根据牛顿第二定律可知，汽车的加速度为

汽车起动时，

通过加大油门可以使功率P逐渐增大，

但功率的增大受到额定功率的限制．当汽车保持额定功率行驶时，加速度 a 将随着速度

的增大而减vmaxPF 时，加速度将减至零，PfF合Ffvammm12Wt0v66W=18 W ）

22F=Pv小（此时速度仍然在增大）；当速度增至 此后，汽车的速度将不再增大 （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

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