课外读物教案和学案内容

«功率»教学设计

一、教材分析

本节在学习机械功之后，从做功快慢的角度认识功这个物理量，功率在实际生活中具有重要意义，也是后续学习电功率等知识的基础。

教科书通过对生活、生产实例的分析，采用比值定义的方法引入功率的概念。要求学生明确功率的物理意义，能进行简单的计算，并能利用功率的概念测量生活中功率的大小。对功率概念的认识是本节教学的重点。功率与功的关系和物体运动速度与距离的关系相似，学生在学习速度概念的基础上容易进行知识的正迁移，所以结合实例采用类比的方法引入功率的概念。这样既有利于学生认识与记忆，也可以渗透科学方法教育。

二、教学目标

知识与技能

1．理解功率的概念．

2．知道功率的定义和定义式P＝，能够用公式P＝解答有关的问题．

3．知道公式P＝Fv的物理意义，能够用公式P＝Fv解答有关的问题．

4．区别理解额定功率、实际功率和最大功率．

过程与方法

1．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念．

2．从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法．

3．理解功率与力和速度的关系．会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算．

情感、态度与价值观

1．通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯．

2．通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生学以致用的思想．

教学重点

理解功率的概念．

教学难点

理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算．

教学过程

导入新课

回忆日常生活中人们劳动时的情景，并分组让学生举例，讨论分析人和机械做功有什么区别? 教师归纳．

1．挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多．

2．建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多．

3．从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多．

4．家住在高楼(如9层)，乘电梯比走路要快得多．

5．拖拉机耕地比牛耕地要快得多，等等．

列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，研究功率具有重要的现实意义．引出本节课的学习内容——功率．

一、功率

1 WtWt

思考，讨论: 1、不同机械做相同的功，所用时间是否相同呢？哪一个做功更快呢？用什么样的物理量来表示做功的快慢？它是如何定义的？

2、功率的单位是什么？除了这个单位之外，你还知道哪些是功率的单位？功率是矢量还是标量？ 3、在作用力方向和位移方向相同的情况下，如何用力和速度来表示功率？试推导其公式。 4、拓展：当力F和位移s之间有一夹角α时，如何表示功率？试推导其公式。 5、什么是瞬时功率和平均功率？公式P =FV 表示的是平均功率还是瞬时功率？为什么？如果要用它来表示瞬时功率，F 和V 需要满足什么条件？ 板书：

一、功率

（1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率. W（2）定义式是P=t

（3）单位：瓦（W）

1瓦=1焦/秒 1W=1J/s 常用单位：千瓦(KW) 换算关系:1KW=1000W （4）物理意义：功率是表示做功快慢的物理量

课堂训练

1．一台机器用2分钟时间做了6×10 J的功，这台机器的功率是多少？

2．关于功率，下列说法中正确的是(

)．

A．功率是说明做功多少的物理量 B．功率是说明做功快慢的物理量

C．做功时间越长，功率一定小

D．力做功越多，功率一定大

参考答案：1.500 W 2.B 4W关于定义式：P=t

a.它是普遍适用的，不论恒力做功还是变力做功，它都适用. b.它表示时间t内的平均功率，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率. c.因为功W有正负之分，所以功率也有正负之分，功率的正负并不表示功率的大小. d.应注意：P、W、t的同一性. 关于推广式：P=FVcosα

a.如果求平均功率时，式中v要用平均速度；求瞬时功率时，式中的v要用瞬时速率，必须注意F、α与P的同时性. b.当F为合外力时，P为合外力做功的功率；当F为某一外力时，P为该力做功的功率. c.在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度. 6、讨论：P、F、V的关系

关于公式P=FV

2

①当功率P一定时，牵引力F和v之间有什么关系？

②当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？

③当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？

［程序二］用多媒体展示下列关系：

P一定时，力F与速度v成反比

v一定时，力F与功率P成正比

F一定时，功率P与速度v成正比

据P=FV可得

7、在交通工具的功率一定的情况下，要获得更大牵引力应该如何控制速度？从控制变量角度看，用起重机吊装同样的工件，大型机（功率大的）和小型机，哪一个快？汽车上坡的时候要保持车速，应该换档还是应该“加油”（专业用语，“增大油门” 的意思）？为什么？

开拓视野：认识一些常见机械做功功率

44①汽车发动机：5×10～15×10 W 3②摩托车约2×10 W 8③喷气客机约2×10 W 13④火箭的发动机约1×10W

2⑤人的平均功率约1×10 W，优秀运动员短时间内的功率可达1 000 W ⑥人心脏跳动的功率1.5 W左右

6⑦万吨巨轮10 W以上

⑧蓝鲸游动的功率可达350 kW等等．

二、额定功率与实际功率

问题1：人用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？

问题2：长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5 000米的赛跑路程呢？为什么？

提示：1.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．

问题3：

什么叫额定功率？什么叫实际功率？ 2．奥运比赛是一种挑战运动极限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100米赛跑中，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运动时的数十倍．在5 000米的长跑运动中，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．

总结： 1、额定功率：指机械在长时间正常工作时的最大输出功率，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。 2、实际功率：机械在运行过程中的功率是实际输出的功率。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，否则会损坏机械。 课外作业：很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，并计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？并与同桌进行交流．

例1：某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶时的速度。在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶时的速度只有54km/s，发动机输出的实际功率是多少？

3

例2 如图所示，位于水平面上的物体A的质量m＝5 kg，在F＝10 N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s＝36 m时撤去拉力F.求：在下述两种条件下，力F对物体做2功的平均功率各是多大？(取g＝10 m/s) (1)水平面光滑；

(2)物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.15. 解析：方法一：可分为三个阶段：第一步让学生计算力F在36 m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其他因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为W＝360 J；

2第二步由同学计算这两次做功所用的时间．用牛顿第二定律求出a1＝2 m/s，a2＝0.5 122m/s；用s＝at分别求出t1＝6 s，t2＝12 s. 2第三步用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P1＝60 W，P2＝30 W. 方法二：用公式vt＝2as分别求出每次的末速度，再用公式v＝vt/2求出每次的平均速度v1和v2，最后用P1＝Fv1和P2＝Fv2求最后结果，这是解决问题的另一思路．

答案：(1)60 W (2)30 W 2

课堂训练

质量m＝3 kg的物体，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑的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，2根据牛顿第二定律可求出加速度a＝F/m＝2 m/s

则物体在3 s末的速度v＝at＝6 m/s. 1212物体在3 s内的位移s＝at＝×2×3 m＝9 m 22(1)力F做的功W＝Fs＝54 J (2)力F在3 s内的平均功率P＝＝18 W (3)3 s末力F的瞬时功率P＝Fv＝36 W. 答案：(1)54 J (2)18 W (3)36 W 课堂小结

引导学生回顾本节主要内容．

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,1 kW＝1 000 W. 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．

4．要会用P＝Fv分析汽车的两种启动过程．

布置作业

1．教材“问题与练习”第1、2题．

2．认真观察身边的电器上的铭牌，记录电器铭牌所标的额定功率，并与同学交流．

板书设计

4 Wt

3 功率

一、功率

1．定义：功和完成这些功所用时间的比值．

2．表达式：P＝Wt，变形式：P＝Fv. 3．单位：W、kW. 二、额定功率与实际功率

1．额定功率：正常条件下可以长时间工作的功率．

2．实际功率：机械实际输出的功率．

三、功率与速度的关系

P＝Fv.

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