2. 功率公开课教案

教科版物理必修二第四章机械能和能源第二节《功率》第一课时导学案

4.2 功率

第一课时

教学目标：

知识与技能

1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝Wt进行有关的计算. 2.理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义. 3.根据功率的定义导出P＝Fv，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系．

过程与方法

1、通过实例理解功率概念和功率的实际意义

2、理解功率、力和速度三者的联系，解释生活中相关的现象和计算

情感、态度与价值观

通过实例分析和生活体验，提高学习的兴趣，培养学生学以致用的思想

重点难点

理解功率的的概率，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，理解功率与力、速度的关系。

教学方法：师生互动、自主学习、探究学习等

教学过程

一、功率的含义

[问题设计] 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：

起重机

被吊物

匀速上

上升的

所用

做功

编号

体重量

升速度

高度

时间

A 2.0×103 N

4 m/s

16 m

4 s

B 4.0×103 N

3 m/s

12 m

4 s

C 1.6×103 N

2 m/s

20 m

10 s

(1)三台起重机哪台做功最多？

(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？

1

[要点提炼] 1．功率：P＝Wt

(1)意义：功率是表示物体做功

的物理量．

(2)普适性：此公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算．

2．额定功率和实际功率

(1)额定功率是指动力机械长时间正常工作允许的

输出功率，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，通常都在铭牌上标明．机械工作时必须受额定功率的限制．

(2)实际功率是机械工作时

的功率，也就是发动机产生的牵引力所做功的功率，实际功率可以

、也可以

额定功率，但实际功率大于额定功率会损坏机械．

(3)额定功率和实际功率的关系：实际功率往往

额定功率，但也可以在很短时间内

额定功率，若较长时间保持实际功率

额定功率会损坏机械(以上横线上填“大于”或“小于”)．

二、功率、力和速度之间的关系

[问题设计] 一个物体在恒力F的作用下，在t时间内发生的位移为x，已知力F的方向和位移x的方向相同，求：

(1)在t时间内力F所做的功；(2)在t时间内力F的功率．

[要点提炼] 1．功率与速度的关系：P＝Fv(当F与v有夹角α时，P＝Fvcos α) 2．三个量的制约关系：(1)P一定时，F与v成

，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力．

(2)v一定时，F与P成

，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力．

(3)F一定时，P与v成

，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大．

3．平均功率和瞬时功率

(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式有：P＝Wt和P＝Fv. (2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式有：P＝Fv，其中v为瞬时速度，当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α. 三、机车的两种启动方式

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1．机车以恒定功率启动的运动过程分析

所以机车达到最大速度时a＝0，F＝f，P＝Fvm＝fvm，这一启动过程的v－t图像如图1所示，其中v＝Pmf.

图1 2．机车以恒定加速度启动的运动过程分析

所以机车在匀加速运动中达到最大速度v＝f＋ma，P＝FvPP0时，F0，v0＝f＋ma

图2 2 说明

(1)以恒定加速度启动时，匀加速结束时速度并未达到最大速度vm. (2)两种启动方式最终最大速度的计算均为vPm＝f.

一、对功率的理解

例1

关于功率，下列说法正确的是(

) A．功率是描述力对物体做功多少的物理量

B．力做功时间越长，力的功率一定越小

C．力对物体做功越快，力的功率一定越大

D．力F越大，速度v越大，瞬时功率就越大

二、功率的计算

图3 例2

如图3所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑(假设斜面足够长)，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：

(1)前2 s内重力做的功；

(2)前2 s内重力的平均功率；

(3)2 s末重力的瞬时功率．

三、机车启动问题

例3

一辆重5 t的汽车，发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开始以加速度a＝1 m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍．(g取10 m/s2)求：

(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间；

(2)汽车开始运动后，5 s末和15 s末的瞬时功率．

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定义式：P＝Wt功率与速度公式：P＝Fv功率平均功率和瞬时功率



机车的启动问题以恒定功率启动以恒定加速度启动

1．(对功率的理解)关于功率，下列各种说法中正确的是(

) A．功率大说明物体做功多

B．功率小说明物体做功慢

C．单位时间内做功越多，其功率越大

D．由P＝Fv可知，机车运动速度越大，功率一定越大

2．(功率的计算)质量m＝3 kg的物体，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑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内对物体所做功的平均功率；

(2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．

3．(机车启动问题)在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：(g取10 m/s2) (1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；

(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？

3

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