2. 功率教学设计和教学实录

7.3功率

海南省临高县第二中学

王启运

【教学目标】

㈠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/t，P=Fv的运用

㈡过程与方法

1、P=W/t通常指平均功率，Δt→0为瞬时功率

2、P=Fv，v为平均速度时为平均功率；v为瞬时速度时为瞬时功率。分析汽车的启动，注意知识的迁移

㈢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，并灵活应用功率的公式来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】

教师引导、启发，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

【教学过程】

㈠、新课导入

教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说

明。

1、人上高楼(如10层楼)时，乘电梯比走路要快得多；

2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多；

3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；

4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多；

说明：功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。

教师：在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t的货物从地面运到三楼。

方式一：搬运工分批搬运，需时间3h

方式二：用一台起重机提升，需时1min

方式三：用另一台起重机提升，需时30s 根据上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，思考以下问题：

1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同？

2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？

讨论结论：对重物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功快慢不同。

提问：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来比较做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。(引导学生思考：如何比较物体做功快慢？讨论中注意培养学生的发散思维能力。) ㈡、新课推进

一、功率的含义

1．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。(板书) 2．定义式：P=W/t(板书) 3．物理意义：表示物体做功快慢的物理量。(板书) 4．单位：{国际单位：瓦特(w)，常用单位：千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)}

W→功→单位：焦耳(J) ｔ→做功所用时间→单位：秒(s) p→做功的快慢→单位：瓦特（w）

换算关系：１kw = 1000w，１w=１J/s(板书) 5. 功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。(板书) 6.随堂练习：

（1）.关于功率，下列说法中正确的是[ ] A、功率是说明力做功多少的物理量

B、功率是说明力做功快慢的物理量

C、做功时间越长，功率一定小

D、力做功越多，功率一定大

（2）.某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离L ，第二次使此物体沿粗糙水平也前进距离L ，若先后两次拉力做的功为W1和W2 ，拉力做功的功率是P1和P2 ，则

[ ] A、W1=W2，P1=P2

B、W1=W2，P1＞P2

C、W1＞W2，P1＞P2

D、W1＞W2，P1=P2 7、

一些常见机械做功功率

⑴汽车发动机5×100W～15×100W,⑵摩托车约2×70W;⑶喷气客机约2×1000W;⑷人心脏跳动的功率1.5W左右;⑸火箭的发动机约1×10000W;⑹万吨巨轮106万W以上

二、功率P与力F、速度v的关系(板书) 1. 功率与力、速度的关系推导(板书) 教师：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？

说明：上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。

接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。(让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯)

教师：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其牵引力大小为F，运行速度为v，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？

(注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。)

2.公式：P=Fv(F与位移s或v同方向)(板书)

即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。

分析讨论：由v=s/t求出的是物体在时间ｔ内的平均速度，代入公式P=Fv求出的功率是F在时间ｔ内的平均功率；如果ｔ取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由Ｐ＝Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。

总结：v是平均速度

，P是平均功率

(F为恒力，且F与同向),v是瞬时速度，P是瞬时功率(板书)

说明：如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。

教师：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

师生共同分析：⑴根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率(超过额定功率)，发动机将因超负荷而过热损坏。

⑵正确的操作方式：司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如：

⑴汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，为什么？(汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，来得到较大的牵引力。)

⑵汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？(汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，增大输出功率来得到较大的牵引力。)

⑶起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？(起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，由于牵引力与重物的重力相等，即牵引力保持不变，发动机输出的功率越大，起吊的速度就越大。)

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？

教师：由P=W/t求出的是瞬时功率还是平均功率?

学生小组讨论后得出：由公式P=W/t求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式P=W/t求出的功率是平均功率。

教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？

(人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。)

教师：长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？

(运动比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动，因

此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。) 教师：①额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。

额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额定功率下工作。

②实际功率：机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。

实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。

③平均功率：物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/t描述，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率。

④瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示，必须注意F、v与P的同时性。

提出问题：⑴当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？

⑵当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？

⑶当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系？

根据公式P =Fv可知，物体的运动速度v与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。课件展示下列关系：

F一定时，P∝v (板书)

据P=Fv可得 v一定时，P∝F (板书)

P一定时，F∝1/v (板书)

㈢、本课小结

先学生总结，教师后补充，用实物投影的形式显示本节课的内容和方法。

通过本节课的学习，我们知道了以下几个问题：

１．功率是表示物体做功快慢的物理量

２．功率的单位有

W、KW、1KW＝1000W

３．功率的求解公式有：P=W/t，P=Fv其中P=W/t和P=Fv可用来求解平均功率，而P=Fv也可用来求解瞬时功率。

㈣、布置作业

（一）P63 第1,2题。

【板书设计】

ξ7.3功率

１．物理意义：表示做功快慢的物理量

２．定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫功率

３．公式：

求平均功率

Ｐ＝Fｖ，ｖ是平均速度，Ｐ是平均功率；ｖ是瞬时速度，Ｐ是瞬时功率

４．公式Ｐ＝Fｖ

①F一定时，Ｐ∝ｖ

②ｖ一定时，Ｐ∝F

③Ｐ一定时，F∝1/v