功率的概念.docx

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功率的概念

７．３功率

功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能

量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量．瞬时功率的概念学

生较难理解，这是难点．学生往往认为，在某瞬时物体投有位移就没有做功问题，更谈不上功率了．如果学生没有认识到功率是{煎蔗能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础·

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．

情景导入

教师指导学生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．

图片导入．

大屏幕投影有关功率的几幅图片，并提供相应的性能参数，让同学们仔细观察，体会即

将学习的物理量――功率，是衡量机械的重要参数

通过观察图片，引导学生体会，在不同的机械装置中，功率这一参数的数值是不同的，它就是用来描述物体做功快慢的．学习了本节课，我们会对“功率”这一参数，有更加深刻的理解．

推进新课

一、功率

首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义．然后

提出力对物体做功的实际问题中，不但存在着做功多少的问题，还有做功快慢的区别．做功

多少的计算我们上节课已经讨论了功的计算公式，引导学生思考：

物理学中又是如何来描述

傲功快慢的呢?

物理学中为了描述力对物体做功的快慢，引入了“功率”这一物理量，本节课我们就来研究这个问题．

情境设置l：

现有甲、乙两人摘棉花，甲6天摘了500k9，乙8天摘了600k9，你打算怎样比较谁摘得快，并说出你的方法．

情境设置2：

力F１对甲物体做功为W1，所用时问为t1；力F2对乙物体做功为w2，所用时间为ｔ2，在下列条件下，哪个力做功快……………………．………………．……（）

学生能够想到利用工作量与时间的比值来衡量甲、乙两人的工作快慢．用比值来反映快慢，比值大的快，比值小的慢．

在以上基础上，继续创设情境，引出“功率”的概念．

——l65——

对于功率的概念，初中已经作了初步的学习，因此学生在理解上较为容易．教师直接创

设情景主要是让学生感受“功率”这一概念提出的必要性．

总结：

做功快慢的比较有两种方式：

一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功．

在物理学中，一个力所做的功w跟完成这些功所用时间t的比值

叫做功率．用P表

示，即

物理意义：

功率是描述力对物体做功快慢的物理量．

上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、t间无比例关系，做功的．快慢由做功的物体本身决定．根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法

指导学生说出公式中各个字母所表示的物理量和单位．并概括功率的单位，国际单位：

瓦特，常用单位有千瓦．

【讨论与交流】

小实验：

把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑．

请同学仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个力的作用?

哪些力做正功?

哪些力

做负功?

哪些力不做功?

如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化?

倾角增大时，功率是否

也增大?

提示：

①比较不同倾角时的功率，应注意硬币开始下滑处的高度应相同．讨论功率时须

指明哪个力的功率．

②实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率．注意引导学生进行受力分

析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行的推演，使思维更加严密．

例１一个物体在力F的作用下，在时间t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；

（2）力F的功率．’

解答．略．

P=Fv可求平均速度（v是平均速度）

课堂训练

1．一台机器用2分钟时间做了6×104J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·………………………………………………一（）

A．功率是说明做功多少的物理量

B．功率是说明力做功快慢的物理量

C．做功时间越长，功率一定小

D．力做功越多，功率一定大

答案：

1．500W2，B

二、额定功率与实际功率

问题l：

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l00米短跑的速度来完成5000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．

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时的数十倍．在5000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．

三、功率与速度

根据力、位移、时间与功率之间的了解，指导学生推导出功率与速度的关系式．

自主活动：

学生结合课本内容，推导功率与速度的关系式．

教师巡回指导，发现问题及时帮助学生解决；投影学生的推导过程，点评、总结；分析公式的意义．

问题：

汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的?

请同

学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释．

学生阅读教材，讨论、推理、作答．

结论：

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．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，司机用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力．

②当速度”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”成正比，即速度越大，功率越大．起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大．

教师投影教材上的例题，引导学生独立审题，分析后写出解题过程．

投影学生的求解过程，总结点评．

例2如图所示，位于水平面上的物体A的质量m=5k9，在

F=10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s一36m

时撤去拉力F．求；在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大?

（1）水平面光滑{

（2）物体与水平面间的动摩擦因数为0．15

1．解答：

在货物匀速上升时，电动机对货物的作用力大小为

2．解答：

这台抽水机的输出功率为

它半小时能做功

3．解答：

此人推导的前提不明确．当F增大时，根据P—F”推出，P增大的前提应是v

不变，从

推出，P增大则ｖ增大的前提是F不变，从

推出，ｖ增大F减小的前提是P不变．说明：

对这类物理问题的方向，应注意了解实际，有时机械是以一定功率运行的，这时P一定，则F与”成反比．有时机械是以恒定牵引力工作的，这时P与ｖ成正比·

4．解答：

（1）汽车的加速度减小，速度增大．因为，此时开始发动机在额定功率下运动，即

，ｖ增大则F{减小，而

，所以加速度减小．

（2）当加速度减小到零时，汽车做匀速直线运动，F＝ｆ，所以

，此为汽车在功率P下行驶的最大速度．

“功率”这一概念在日常生活中与人们的了解较为密切，学生也有接触，因此在实际的教学中，教学设计立足于实际生活，采用让学生“自主举例、自主提问、自主探讨、自主总结”的探究方式．加强了与生产生活的结合，体现了物理知识学以致用的思想．“功率”与生活、生产了解密切，在引入功率、额定功率、实际功率等概念时，注意通过生产、生活的具体实例引入，增强了学生学习的趣味性与知识性，使学生便于认识和理解“功率”概念，有利于激发学生的学习热情．在知识形成过程中，教学设计注重引导学生学习科学思维方法，体会比值法在定义“功率”概念的作用，提高学生的应用科学思维方法解决问题的能力．通过设计测定人在某种运动中做功功率实验，来达到内化和强化物理概念和物理规律的理解，实现知识由理论向实践的转化，加强物理与生活、生产和科技的了解．本教学设计在实际的教学过程中，能够充分地发挥学生的主观能动性，体现新课标的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的

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