2. 功率优质公开课教案

新华中学2015－2016年高一物理教案

第四章

机械能和能源 主备：徐定邦 审核：周婧 编号：402 第2节 功率

教学目标：

1、理解功率的概念 2、知道功率的定义，定义式P=W/t和P=FV的物理意义

3、用公式P=W/t和P=FV计算解决生活中的实际问题

4、区别理解额定功率和实际功率。

重点难点

1、理解功率的的概率

2、正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并灵活应用功率的计算公式进行计算

3、理解功率与力、速度的关系

4、机车启动问题

教学方法：师生互动、自主学习、探究学习等

设计思想

从“登楼梯”情景导入，唤起学生的生活体验的同时，激发学生学习热情和兴趣。关于汽车启动问题，根据学科教学指导意见，该教学内容不应增加学生的计算负担。

教学设计

【课堂引入】

问题1：在上节课我们已经学过的相关知识，比较常见是克服重力做功，在我们生活中有什么情景可以体现克服重力做功？

（登楼梯）

问题2：某同学以不同的速度从一楼跑到四楼，克服重力做功相等吗？时间呢？

（重力做功相等，做功时间不同）

问题3：这种情况下如何用语言描述呢？

（做功有快慢，为了进一步研究力对物体做功的快慢，引入功率概念。） 学习活动一：功率的含义

问题1：如何比较做功快慢？

（做功相同，比较时间，所用时间短，做功快。相同的时间，比较功，做功多的则较快。）

问题2：功率的含义是什么？公式？单位？

功率是描述做功快慢的物理量，功率大，做功快

功率用P表示，定义式：P=W/t

功的单位是瓦特，符号W，由功率的定义可知，功率的单位J/s，

1W=1 J/s

【典型例题1】A、B两物体质量分别为m和2m，A静止于光滑水平面上，B静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移，下面正确的是（

）AD A．两次推力做功一样多

B．第二次推力做功多一些

C．两次推力做功的功率一样

D．第一次推力做功的功率大一些

问题3：如何求平均功率和瞬时功率？

P=W/t指平均功率，当t0，即表示瞬时功率

PFlcosFvcos

t若v表示平均速度，则为平均功率；v表示某一时刻的瞬时速度，P表示该时刻的瞬时功率

【典型例题2】从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气2阻力，取g=9.8 m/s。求（1）在抛出后3s内重力的功率；（2）在抛出后3s时重力的功率（设1

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第四章

机械能和能源 主备：徐定邦 审核：周婧 编号：402 3s时物体未落地）。150W；300W；

【变式训练】从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为v0，抛出B球的初速为2v0，则两球运动到落地的过程中（

）A

A．重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率相同

B．重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率不同

C．重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率相同

D．重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率不同

问题4：什么是额定功率和实际功率？

发动机铭牌上的功率指的是额定功率（机器正常工作时的最大输出功率）。在平地行驶，汽车一般功率只有20kw，这指的是实际输出的功率。

学习活动二：机车的启动问题

问题1：机车发动机的额定功率指的是什么力的功率？

汽车行驶，P=Fv，三个字母分别对应什么物理量？这三者的联系，他们之间存在怎样的变化关系呢？

P实际功率，F牵引力，v速度

汽车行驶的速度能无限的增大吗？什么时候速度达到最大？

P=P额，匀速时加速度为零，F=f

汽车上坡需要获得较大牵引力，发动机输出功率不能无限地增大，当功率在P=P额，只能牺牲速度，减小速度，所以我们应采用换低档，获得大的牵引力，而在平直公路上行驶，要获得较大的速度，我们通常是换高档位来减小牵引力。

问题2：机车在额定功率下的启动问题如何分析？

由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值vmPmPm。可Ff见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速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）。

为了直观的描述物体的运动情况，我们可以画出图像分析物体的运动

运动情况

牵引力变化情况

功率变化情况

问题3：机车以恒定加速度启动问题如何分析？

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第四章

机械能和能源 主备：徐定邦 审核：周婧 编号：402 由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动PP结束，其最大速度为vm此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加mmvm，Ff速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）

运动情况

牵引力变化情况

功率变化情况

【典型例题3】一汽车的额定功率P0＝6×104

W，质量m＝5×103

kg，在水平直路面上行驶时阻力是车重的0.1倍。若汽车从静止开始以加速度a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，(g取10 m/s2)。求：（1）汽车保持加速度不变的时间；（2）此后汽车运动所能达到的最大速度。（3）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。16 s；12 m/s；480kJ

【变式训练】质量m为5.0×106kg的列车以恒定不变的功率由静止沿平直轨道加速行驶，当速度增大到v1=2m/s时，加速度a1=0.9m/s2，当速度增大到v2＝10m/s时，加速度a2＝0.1m/s2。如果列车所受阻力大小不变，求：（1）列车所受阻力是多少?（2）在该功率下列车的最大速度是多少? 5×105N；20m/s

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第四章

机械能和能源 主备：徐定邦 审核：周婧 编号：402 板书设计

1、功率的概念及表达式

( 1) 功率是描述做功快慢的物理量

。

( 2) 表达式：P=W/t 2 功的分类

( 1) 平均功率：P=W/t 或

P=Fvcosα ( v为t时间内的平均速度) , 描述力在一段时间内做

功的快慢

。

( 2) 瞬时功率: P=Fvcosα( v为某时刻的瞬时速度) ，描述力某一时刻做功的快慢。

3 机车两种起动情况分析应用

( 1) 以恒定功率起动

( 2) 以恒定加速度a起动

教学反思

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