1、第二节 功率本节教材分析本节讲述功率的概念，功率公式的应用.教学的重点是使学生确切地理解公式PF的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解.关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式.教学目标一、知识目标1.知道功率的定义、定义式、单位.2.理解平均功率和瞬时功率.3.理解功率的导出式PF的物理意义，掌握其用法.二、能力目标1.学会求解各种不同的功率.2.运用功率的不同表达公式分析和解决动力机械的运动问题.三、德育目标1.使
2、学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯.2.提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力.教学重点1.理解功率的概念.2.知道功率的种类及其计算.教学难点功率的求解公式F的意义和应用.教学方法电教法、理论联系实际归纳法教学用具投影仪、投影片、录相资料、CAI课件教学过程用投影片出示本节课的学习目标1.理解功率的概念，知道功率的单位，能运用功率的公式进行有关的计算.2.正确理解F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.3.理解发动机的输出功率一定时，牵引力与速度成反比的道理.学习目标完成过程一、复习导入力对物体所做功的求解公式是什么?答：WFscos用多媒体分别演示
3、两幅画面，并进行对比.画面一：一台起重机在1分钟内把1吨的货物匀速提到预定的高度.画面二：另一台起重机在30秒内把1吨的货物匀速提到相同的高度.分析：刚才画面上展示的两个过程中，起重机都对物体做了功，且做的功是相同的，但是它们完成这些功所用的时间不同，第一台起重机做功所用时间长，我们说它做功慢；第二台起重机做同样的功，所用的时间短，我们说它做功快.引入：通过上述例子，我们知道力对物体做功有快慢之分，今天我们就来学习表示物体做功快慢的物理量.板书课题二、功率二、新课教学(1)功率：功率是表示物体做功快慢的物理量.类比得到功率的公式.a.在前边的运动学中，我们已学过一个表示运动快慢的物理量.请问它
4、是哪个物理量?生答：速度b.同学们回忆一下，我们是如何求解速度的？答：我们是用物体通过的位移和发生这段位移所用时间的比值来求解速度的.c.类比：既然功率是表示物体做功快慢的物理量，所以我们可以用功跟完成这些功所用时间的比值来求解功率.得到功率的求解公式并板书：.问：同学们能说出公式中各个字母所表示的物理量和单位吗?W力所做的功焦（J）做功所用时间秒(s)功率瓦（W）.概括功率的单位：国际单位：瓦特（W），常用单位千瓦（W） kW=1000 WW=J/sa：用多媒体投影问题：一个物体在F的作用下，在时间内发生的位移为s，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：(1)力F所做的功：WFs(2)力F的
5、功率：Fb.由此得到功率的另一求解公式F即力F的功率等于力F和物体运动速度的乘积.c.由于求出的是物体在时间内的平均速度.则F求出的是F在时间内的平均功率.如果取得足够小，则就可以为某一时刻的瞬时速度.据F求出的就是F在该时刻的瞬时功率.板书：平均功率F(是平均速度)瞬时功率F(是瞬时速度).讨论：由求出的是瞬时功率还是平均功率?综合学生讨论得到：由于据求出的功率反映的是做功的平均快慢程度，所以，据求出的是平均功率.在的旁边板书求的是平均功率(2)关于功率计算的巩固训练用投影片出示巩固训练题质量3 kg的物体，在水平力F6 的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间3 s，求：a.力F
6、在3 s内对物体所做的功.b.力F在3 s内对物体所做功的平均功率.c.在3 s末力F对物体做功的瞬时功率.学生讨论并写出求解过程.用实物投影仪对求解过程进行评析，并展示正确解题过程.解：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，根据牛顿第二定律可求出加速度 m/s2则：物体在3 s末的速度a6 /s物体在3 s内的位移sa29 ma.力F做的功WFs69 J54 Jb.力F在3 s内的平均功率 W=18 W或W18 W求代入=W=18 Wc.3 s末力F的瞬时功率F66 W=36 W(3)功率的求解公式F的应用：用投影片出示思考题：对于公式Fa.当P一定时，F和有什
7、么关系?b.当F一定时，P和有什么关系?c.当一定时，F和P有什么关系?学生回答：P一定时，F与成反比F一定时，P与成正比一定时，F与P成正比用投影片出示思考题a.当汽车以恒定功率上坡时，司机常用换档的方法来减小速度，为什么?b.汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，为什么?c.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时为什么发动机输出的功率越大，起吊的速度就越大?学生运用PF得到的几个结论进行讨论分析，注意：强调加大油门的目的是为了增大输出功率.三、巩固练习1.介绍相关知识机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率.发动机的额定功率，指的是该机器正常工作时的最大输出功率
8、，并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率，实际输出功率可在零和额定值之间取值.2.用投影片出示巩固训练题.汽车发动机的额定功率为60W，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的.倍，取10/s2，问：汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?若汽车保持以0.5 /s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?3.分析并用CAI课件模拟汽车的两个起动过程.速度vF牵F阻恒定a当a=0时F牵-F阻汽车以恒定功率起动后先做变加速运动，最后做匀速直线运动，变化情况如下：此时达到最大速度，此后保持做匀速直线运动.当汽车以恒定加速度起动后，过程变化情况如下：a恒定F阻恒定a
9、P=F牵vv当P=Pea0以后Pe一定随着v据F牵=F牵恒定Pv，将继续增大F阻恒定当F牵=F阻时a=0F牵a此时达到最大速度以后汽车将保持以做匀速直线运动.4.据上述分析：学生求解上述巩固训练，在实物投影仪上对过程进行抽查评析.5.用实物投影仪展示正确的解题过程.解：汽车受力情况如图所示据上述分析可知：当牵引力F牵大小等于阻力F阻时，汽车的加速度a，速度达到最大值，据公式F，可得出汽车最大速度./s12 /s由上述分析可知：以恒定加速度起动后的汽车先做一段匀变速运动，当汽车的功率达到额定功率以后，加速度减小，汽车将做变加速运动，速度继续增大直到加速度a，这时速度达到最大值，以后将保持以做匀速
10、直线运动，这样汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始截止到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为F阻，据牛顿第二定律，有F牵F阻ma.a7500 当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为，据功率公式F牵有 得：m/s=8 m/s设汽车能维持匀加速运动的时间为t则：四、小结 (用实物投影的形式)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、W、1W W3.功率的求解公式有： F其中和Fv可用来求解平均功率，而F也可用来求解瞬时功率.4.要会用F分析汽车的两种起动过程五、作业（一）课本P1
11、39练习二（二）思考题：1.质量为的物体自高处自由落下，时间内重力的平均功率为_，t秒末重力的瞬时功率为_.2.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以2的速度匀速飞行时其发动机的功率为_.3.起重机的钢绳吊着物体由静止开始竖直向上运动，先以加速度a（a）加速运动再匀速运动，最后减速运动到静止，则关于各段运动中绳的拉力的平均功率，下列说法中正确的是A.第一段平均功率最大B.第二段平均功率最大C.第三段平均功率最小D.第一段平均功率最小4.跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50 kg，他1分钟跳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触
12、时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(取10 /s2)5.站在自动扶梯上的乘客，如果他自己也沿着扶梯匀速上行.那么在运送乘客到达同样高度时，自动扶梯的发动机所消耗的功和功率的情况是A.功增加，功率不变B.功减少，功率不变C.功不变，功率增加D.功不变，功率减少E.功和功率都不变F.功和功率都减少6.在20 高处以大小相等的初速度20 /s将三个质量均为0.1 kg的小球a、b、c分别竖直上抛、平抛和自由落下，从抛出到落地的全过程中，求重力对三球做的功和平均功率(不计空气阻力，10 /s2)参考答案：1. 2.8P 3.BC4.75 W.B.20 J、20
13、J、20 J10()W，10 W，10 W六、板书设计功 率率1.表示做功快慢的物理量2.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F4.公式FF一定时，一定时，FP一定时，F5.单位：瓦（W）七、素质能力训练1.质量为的汽车在倾角为的斜坡上匀速行驶，上坡时的速度为1，下坡时的速度为2，设汽车运动过程中所受阻力不变，且上、下坡时汽车发动机的功率也相同，则汽车的功率等于_.2.起重机在s内将2的货物由静止开始匀加速提升10 高，若取10 /s2，则此起重机具备的最小功率应是_kW.3.下列关于功率的说法，正确的是A.功率是反映做功快慢的物理量B.据公式，求出的是力F在时间内做功的平
14、均功率C.据公式F可知，汽车的运动速率增大，牵引力一定减小D.据公Fcos，若知道运动物体在某一时刻的速度大小，该时刻作用力F的大小以及二者之间的夹角.便可求出该时间内力F做功的功率.4.质量为kg的物体做自由落体运动，取10 /s2，在下落的前2 s内，重力对物体做的功是_，在第2 s内，重力做功的平均功率是_，第2 s末重力对物体做功的瞬时功率是_.5.汽车在水平面上运动，下列说法中正确的是A.汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大速度以前，加速度是不断增大的B.汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大速度以前，牵引力是不断减小的C.汽车以最大速度行驶后，若要减速，可减小功率行驶D.
15、汽车以最大速度行驶后，若再减小牵引力，速度反而减小6.物体在水平恒力F作用下，由静止起沿力的方向由A点运动了s到达B点，则A.水平面光滑时，力F对物体做功的平均功率大B.水平面不光滑时，力F对物体做功的平均功率较大C.水平面光滑时，力F对物体做功的即时功率较大D.水平面不光滑时，力F对物体做功的瞬时功率较大7.飞机以速度水平匀速飞行时，发动机的功率为P，若飞机所受的空气阻力与飞行速度的平方成正比，那么当发动机的功率增为4时，飞机匀速飞行的速度将增为A.B.C.D.8.从空中以40 /s的初速度平抛一个重力为10 的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取10 /s2则物体落地时重力的瞬
16、时功率为A.400 WB.300 WC.500 W D.700 W9.一个质量为的物体，沿固定的倾角为的光滑斜面由静止下滑，当它在竖直方向下落了高度时，重力做功的瞬时功率为A.B.C.D.10.物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s.那么A.力F对A做功较多，做功的平均功率也较大B.力F对B做功较多，做功的平均功率也较大C.力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D.力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大11.质量为4 t的汽车，发电机最大输出功率为100 W，当汽车由静止开始以0.5/s2的加速度做匀加速运动
17、时，运动阻力为2103 ，这辆汽车所能达到的最大速度是 km/，达到最大速度所需时间为_.参考答案：1. 提示：设摩擦力为，下滑力为，s，则上坡时，牵引力F，F（）；下坡时，牵引力F，F2（）2，即可求得.2.86.4 提示：起重机的功率PF，货物匀速上升，F不变，速度不断增大，起重机的功率不断增大，因此当货物被提升到10 处时起重机的功率就是起重机应具备的最小功率.3.ABD4.200 J ；150 W；200 W5.BCD 6.AC7.D提示：飞机匀速飞行时，Ffkv，第一次Fvkv，第二次4P可得8.B提示：落地时，竖直方向的速度30 /s物体落地时的重力功率Gv300 W9.A 提示：物体沿斜面下滑的加速度as，物体的位移s利用22as，得v (也可以用机械能守恒定律求解)，所以Fscosmgvsin10.D11.90；50
