2. 功率第二课时教学实录

高一物理必修2 第4章第2节 功率（教学设计）

一、教学目标

1.知识目标

（1）知道功率是表示做功快慢的物理量。[来源学&科&网Z&X&X&K]

（2）理解功率的概念，能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。

（3）正确理解公式P=Fvcosα的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。

2.能力目标

平均功率、瞬时功率与平均速度、瞬时速度的类比，注意知识的迁移

3.情感目标

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。

二、教学要点

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。

三、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。

四、教学流程

教学流程

环节一：

课程导入

教师活动

上节课学习了功的概念及其计算。现在我们研究下面两个问题。

①质量为2kg的物体在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中，有几个力对物体做功，各做功多少？此过程用多长时间？源:Zxxk.Com][来学生活动

动手动脑

学生自己解答，教师小结

设计意图

通过这样的设计，使学生复习旧知识，引入新知识，从而激发他们的探索精神

②质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，在F2=4N的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中，有几个力对物体做功？各做功多少？此过程用多长时间？

（学生自己解答，教师小结。）

①中拉力做功：W11=F1s=64J；阻力做功：W12=-fs=-64J；时间：t1=s/v=8s. ②中拉力做功：W2=F2s=64J；时间t2=2s4s. a可见，力对物体做功多少，只由F、s及它们间夹角决定，与物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下，F1、F2做功一样多，但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。本节课学习做功快慢的描述问题。[来源学&科&网][来源:Zxxk.Com]

一、功率

1、指导学生阅读教材并总结

★阅读教材

思考问题

1.什么叫做功率?功率是表示什么的物理量?[来源学科网]环节二：

讲授新课

阅读课本

思考作答

让学生初步了解研究中方法的创新、思维方式的创新的精神。

培养学生阅读观察、信息处理能力，

巩固概念。

2.功率的定义式是什么?定义式中各个字母分别表示什么物理量?单位是什么? 3.功率的单位有哪些?换算关系如何?

2、讲述：

★功率的概念

（1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。

定义式：P=W/t

（2）单位：国际单位为瓦（W），技术上常用“千瓦”（kW）作功率单位。

1W=1J/s，1kW=1000W。

（3）功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量[来源:Zxxk.Com][来源:Z&xx&k.Com]

功率大的做功快。不论在什么条件下，只要明确了功W和所用时间t，就可求出相应的功率。

（4）功率是标量。[来源学科网ZXXK][来源学科网ZXXK]

掌握方法。

开阔学生的思维，

★额定功率、瞬时功率

（1）额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。

（2）实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。

（3）注意：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。

★机器的机械效率

机器工作时：

外界对机器做功的功率叫输入功率

机器对外界做功的功率叫输出功率。

机器的机械效率

P出P入

思考：上楼时，无论你是慢步走上，还是快步跑上，只要你上升的高度相同，你克服重力所做的功就相等，那么慢步和快步走上时，做功的快慢一样吗？为什么快步上楼时人会气喘吁吁，而慢步上楼却不会？

分析：人做功过快，长时间超负荷工作，会引起疲劳、甚至受伤、生病等。

汽车等机器长时间超负荷工作会造成发动机熄火甚至损毁。

★平均功率和瞬时功率

（1）平均功率：描述力在一段时间内做功的平均快慢

（2）瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢

二、功率、力和速度的关系

1、指导学生阅读教材并总结

★阅读教材

思考问题

1、讨论公式P=Fv （1）当功率一定时，牵引力F和v之间有什么关系? （2）当速度一定时，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之间关系如何? 2、汽车上坡的时候，司机常用换档的方法来减小速度，为什么?（此时汽车的输出功率一定）

3、汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做?（此时未达到最大输出功率）

2、讲述：

★根据W=Fscosα和v=s/ t，可得P=Fvcosα。若F、s同向，可简化为P=Fv。

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。[来源学科网ZXXK]

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。

★平均功率和瞬时功率的计算公式

（1）平均功率用P=W/t 计算，若用P=Fvcosα，v为t时间内的平均速度。

（2）瞬时功率：只能用P=Fvcosα，v为某时刻的瞬时速度。

★功率公式P＝Fv在实际问题中的应用

当P一定时，F与v成反比，如汽车爬坡时P一定，必须减小速度v，才能获得较大的牵引力；当v一定时，P与F成正比，如汽车爬坡时速度v不变，则必须加大油门，以增大功率来获得较大的牵引力；当F一定时，P与v成正比，如汽车、轮船等牵引力一定时，速度v越大，其功率P就越大.

典型例题

【例题1】质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑平面上从静止开始运动，运动时间t=3s.求：

（1）力F在t=3s内对物体所做的功? （2）力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率? （3）在3s末，力F对物体所做的功的瞬时功率? 解：a=F/m=2m/s2

t=3s内物体的位移：

s=12at= 9（m）

23s

末的速度:v=at=6（m/s）

（1）W=Fs= 54J （2）P=W/t= 18W （3）P=Fv= 36W 方法点拨：求物体的平均功率和瞬时功率的时候一定要注意对公式的选择，瞬时功率只能用P=Fv来求解．

【例题2】某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行使时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下，如果

行使速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少? 解析：匀速行使时，

汽车的牵引力

F =F阻= 1800N

由P =Fv 得:汽车匀速行使的速度

vP60000m/s120km/h

v1800以速度v1=54km/h=15m/s行使时，

发动机输出的实际功率

发动机输出的实际功率

P1=Fv1

=1800×15W=27kW 方法点拨：解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道匀速行驶时，牵引力等于阻力，基础题。

环节三：

课堂小结

师生共同回顾本节内容。本节主要学习了

1. 功率的概念、额定功率和实际功率

2.平均功率和瞬时功率

3. 知道功率、力和速度的关系

环节四：

课堂练习§科§网Z§X§X§K][来源学呼应

突出重难点，为下一节课教学做铺垫。

1.关于功率的概念，以下说法正确的是

（

）

A．功率大说明物体做功多

B．功率小说明物体做功少

C．物体做功越多，其功率越大

D．物体做功越快，其功率越大

【答案】D 【解析】功率表示物体做功的快慢，它等于功跟完成这些功所用的时间的比值，或者说是单位时间内所做的功，某物体的功率大，表示这一物体做功快，或单位时间内做功多. 2.关于功率的概念，以下说法正确的是（

）

A．功率是描述力对物体做功多少的物理量

B．由P＝W/t可知，功率与时间成反比

学生作答

C．由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零

D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大

【答案】D 【解析】功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A错、D对；功率与时间没有直接关系B错；当F⊥v时，P＝0，所以C错，正确选项为D. 3、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方30m高处开始做自由落体运动。（g取10m/s2）

（1）前2s内重力对物体做功的功率是多大？

（2）第2s末重力对物体做功的功率是多大？

解：已知m=1.0kg，重力加速度g=10m/s2

（1）h1=12gt=20m，WG=Fs=mgh1=200J 2所以前2s内重力对物体做功的功率为: P=WG/t=100W （2）第2s末的速度vt=gt=20m/s 公式P=Fv可知：P=Fv=mgvt=200W