八年级下册物理第2节 功率导学案.docx

八年级下册物理第2节 功率导学案.docx

《八年级下册物理第2节 功率导学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八年级下册物理第2节 功率导学案.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

八年级下册物理第2节功率导学案

第2节功率

原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！

玉壶存冰心,朱笔写师魂。

——冰心《冰心》

原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！

新竹高于旧竹枝，全凭老干为扶持。

出自郑燮的《新竹》

镇海中学陈志海

师院附中李忠海

课题

功率

课型

新授课

灵师不挂怀,冒涉道转延。

——韩愈《送灵师》

◆灵师不挂怀,冒涉道转延。

——韩愈《送灵师》

◆教学目标

知识与

技能

1.知道功率的概念.

2.结合实例理解功率的概念,能用功率的计算公式进行简单的计算

3.熟练解答有关功、功率、速度的综合性题目.

过程与

方法

1.通过实例结合已学的物理规律理解功率的物理意义和概念.

2.学会如何比较功率的大小，掌握功率的计算公式P=W/t和P=Fv.

3.了解功率在实际生活中的应用以及领会解答功、功率和速度的相关综合题的方法与技巧.

情感、态度与价值观

具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.

教学重点

功率的计算

教具准备

磅秤、皮尺、秒表、多媒体课件等

教学难点

理解功率的物理意义

教学课时

1.5课时

课前预习

1.功率是表示物体做功快慢的物理量..

2.在物理学中，把功与做功所用时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功..

3.功率的公式是P=

，其中各字母表示的物理量分别是：

W表示功，P表示功率，t表示时间.

4.在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，功率的单位就是焦/秒，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号为W.在工程技术上，常用千瓦（kW）作为功率的单位.1kW=103W.

5.汽车在前进时，牵引力做功在一段时间内的速度为v，则其牵引力的功率P=W/t=F·s/t=F·v，由此变形式可知，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成

反比.

巩固复习

教师引导学生复习上一章内容，并讲解学生所做的习题（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

新课导入

师（以讲故事的形式导出）上个周末，我到小明家家访，小明家正在装修新房子，小明非常高兴，帮助爸爸搬砖.小明干得常火热,于是提出要和他爸爸比赛看谁搬砖快.楼下地面放有两堆相同的砖块（40块，每块重约50N），小一次最多搬起4块，爸爸一次可以搬起8块，结果爸爸用了20分钟，小明用了30分钟才搬完了.同学们想一想，小明和爸做功相同吗？

谁赢了？

为什么呢？

备课笔记

新课导入

生：

一样多，爸爸赢了.因为搬一样多的砖块到相同的高度，对砖块做功相同，小明用的时间多，爸爸耗费的时间少，所以，小明做功慢，爸爸做功快.

师大家分析很好，由此见，做功有快慢之分，这正是我们今天要探究的问题，如何描述做功的快慢.

进

行

新

课

知识点1功率的定义式和功率大小的比较

1.功率的定义式和功率大小的比较

师刚才，我分析了做相同多的功，比较所用的时间的长短，就可以判断做功的快慢即用的时间越少，做功就越快；再看一种情况，如果20min内小明搬了30块砖到楼上，他爸爸搬了40块砖到楼上，那谁做功快呢？

为什么

生：

爸爸做功快.因为相同时间内爸爸做功多，小明做功少.

可见，相同时间，比较做功的多少，可以出做功的快慢，即相同间内做功多的，表明做功就快，反之，做功少的做功慢.

师那如果是这种情况，又如何比较？

（多媒体示问题）

问题：

10min小明搬完20块砖到楼上6min爸爸搬完18块砖到楼上，谁做功快呢？

学生积极言，有的说小明做功快，有的说爸爸做功快，各抒己见（讨论非常烈）.

（导、启发学生）请大家忆，前面我们学习哪些比较快慢的物理量，如何定义的，有何特点？

生：

描运动的快慢用速度表示用通过的路程与所用的时间的比值来定义速度，比值越大，运动越快，速度越大.

师同们说的正确，我们不妨采用这种方法，用做的功与所用的时间比值来定义.因此，描做功的快慢用功率表示.

注意：

做功快慢与运动快慢的类比（用多媒体展示）

板书：

（1）功率是表示物体做功快慢的物理.

（2）功率的定义：

功与做功所用时间之比叫做功率.

（3）功率的定义式：

P=W/t2.功率的单位

师功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成.在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间单位是秒，则功率的单位是焦耳每秒.功率的单位有个专门名称叫做“瓦特”，简称瓦，用符号W表示，正体书写作为单位；要注意，功作为物理量也是用W表示，但必须是斜体.这一点，书写时要区别.另外，工程技术上，功率的单位还有：

千瓦（kW）、兆瓦（MW）,它们之间的换算关系：

1kW=103W，1MW=106W

备课笔记

规律总结：

比较做功快慢的方法

（1）在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，做功越快；

（2）在做功相同的情况下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，做功越快；

（3）比较做功与做功所用时间的比值，比值越大，做功越快.

特别提醒：

功率不仅与做功多少有关，还跟做功的时间长短有关，只知道一个因素是不能确定功率大小的.

进

行

新

课

师功率1瓦表示的物理意义是物体在1秒钟内完成的功是1焦.同学们，你想了解我们身边的一些运动物体的功率多大吗？

请大家阅读教材P66第2自然段,并说说你的看法.

生思考、讨论，并发表看法.教师也可以参与讨论，并举一些大家熟悉的例子，引导学生课后通过上网搜集一些相关资料.

3.功率的计算：

P=

师下面，我们看看如何计算物体的功率.

例题1用多媒体展示教材P66例题.

师引导学生分析:

要计算起重机的功率P，已经知道了所用的时间t，根据功率的定义式P=W/t，就必须计算出所做的功W，根据功W=Fs分析，匀速提起重物时，所用的拉力F等于重力G，移动的距离s即是物体上升的高度h（已经知道了），因此，所做的功W即可求出.教师板书演算计算过程.

请大家思考：

起重机的电动机做功的功率也是4×103W吗？

为什么？

生：

不是的，因为起重机的电动机除了提升物体做功外，还要克服起重机自身部分重力,如钢绳重力做功，还有机器部件间的摩擦力做功，这些功合起来肯定要大于4×103W.

分析正确.起重机提升物体做的功为有用功，而它的电动机所做功为总功，这些物理量我们将在下一章中学习.

例题2（用多媒体展示）在抗旱工作中，某单位帮助一个扶贫村打了一口地下水井，并在地面上修建了一个深2m，能储存30t水的水池.已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m.（g取10N/kg）

求：

（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功.

（2）水池装满水后，水对池底的压强.

（3）将30t的水从井中抽到水池中需要1h，则这台抽水机的功率不得低于多少瓦？

解析：

本题是一道综合性较强的题目，不仅涉及了功和功率的计算，还涉及了液体压强的计算，在分析本题时，应从以下三点入手：

（1）知道水的质量，利用重力公式求水受到的重力，又知道水提升的高度，再利用功的公式W=Gh求抽水机对水做的功；

（2）水池装满水后，知道水深，利用液体压强公式求水对池底的压强；（3）知道抽水机抽水的时间，再利用功率公式求抽水机的功率.

答案：

（1）水的质量：

m=30t=30×103kg=3×104kg，

水受到的重力：

G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N，

抽水机对水做的功：

W=Gh=3×105N×30m=9×106J.

（2）水池中水深h=2m，则水对池底的压强：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa.

（3）抽水机抽水的时间t=1h=3600s，则抽水机的功率至少是P=

=

=2500W.

备课笔记

特别提醒：

使用P=Fv时应注意：

1.拉力F必须是恒力，且物体的速度不变；

2.计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率才是W；

3.速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上的运动速度.

进

行

新

课

知识点2

功率的计算

教师给学生推导功率的计算公式P=Fv：

当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs，v=

可得公式P=Fv.

教师在黑板上板书公式P=Fv表示的物理意义.

板书：

（1）当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小.

（2）当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比.

（3）当物体速度一定时，牵引力越大，它的功率越大.

提示:

若F和v为定值，则P为定值；若F和v在变化，则P也在变化，所以公式P=Fv反映的是瞬时功率.

下面我们通过例题来理解功、功率、速度的区别和联系.

例题3（用多媒体展示）判断下面说法是否正确，正确的打√，错误的打×.

（1）机器的功率越大，做功越多.（）

（2）做功越多的机器，功率就越大.（）

（3）做功的时间越少，功率就越大.（）

（4）机器的功率越大，做功越快.（）

（5）机器运行的速度越大，机械做功越多.（）

（6）功率小的机械做功可以比功率大的机械做功多.（）

（7）在动力F相同时，机械的速度越大，做功越快.（）

教师点学生回答，请其他学生判断，然后点评.

答案:

（1）×

（2）×（3）×（4）√

（5）×（6）√（7）√

力学中功、功率和速度的综合计算历来是中考考查的重点，要求学生熟练解答，凸现学生综合运用知识\,分析问题、解决问题的能力.

备课笔记

特别提醒：

使用P=Fv时应注意：

1.拉力F必须是恒力，且物体的速度不变；

2.计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率才是W；

3.速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上的运动速度.

进

行

新

课

例题4（用多媒体展示）在平直公路上匀速行驶的汽车，发动机的实际输出功率为60kW，速度为30m/s，则下列说法中错误的是（）

A.汽车受到的牵引力是2000N

B.汽车受到的阻力是2000N

C.牵引力做功是60000J

D.行驶10s牵引力做功6×105J

解析：

由P=Fv，解得牵引力F=P/v=60000W/30m/s=2000N，因为匀速运动，故阻力与牵引力二力平衡，A、B正确；做功的多少与做功的快慢（功率）和做功的时间有关，故C错误；W=Pt=60000W×10s=6×105J，D正确.

答案：

C

例题5（用多媒体展示）某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其水平牵引力大小恒为F，运行速度为v，问：

（1）此时汽车牵引力F的功率为多少？

（2）如果汽车发动机的实际输出功率是90kW，匀速行驶速度是30m/s，汽车受到的阻力是多少？

解：

（1）在一段时间t内，汽车行驶的距离s=vt,水平牵引力做功W=Fs=Fvt，

牵引力做功的功率P=

=

=Fv.

（2）P=90kW=9×104W，v=30m/s，由P=Fv得，F=P/v=

=3×103N.

因为汽车在水平路上匀速行驶，故牵引力与阻力二力平衡，所以阻力f=F=3×103N.

例题6（用多媒体展示）如图所示是轻型水陆两栖飞机，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等.设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg.问：

（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少？

（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少？

（3）若飞机飞行4h，则飞机发动机所做的功是多少？

解：

（1）飞机停在水面时，F浮=G，即ρ水gV排=mg，所以V排=mg/ρ水g=m/ρ所做的功为W=Fs=4000N×1.44×106m=5.76×109J.

要点提示

功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，如功率大做功就多，这句话是错误的，因为还得比较时间;反之，做功多功率就大也不对，因为时间不确定，由此可以看出，功率是由做功时间和做功多少两个因素决定的，要会运用控制变量法去分析问题.

进

行

新

课

ρ水=

=4m3.

（2）飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即F=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N，飞机发动机的功率P=Fv=4000N×360km/h=4000N×100m/s=4×105W.

（3）方法一：

飞机飞行4h时，飞机发动机所做的功为W=Pt=4×105W×4h=4×105W×4×3600s=5.76×109J.

方法二：

飞机飞行4h时，所飞行的路程是s=vt=360km/h×4h=1440km=1.44×106m，飞机发动机所做的功为W=Fs

【课堂交流、小结与延展】

同学们，我们通过类比方法，由描述运动快慢的物理量——速度，知道了表示做功快慢的物理量——功率，理解功率的物理意义，你们有哪些收获呢？

请相互交流、讨论.

生1：

通过学习，我明白了：

功与功率是两个完全不同的概念，功是力与距离的乘积，功率是单位时间内完成的功.

生2：

描述做功的快慢用功率表示，功率的大小不仅取决于做功的多少，而且还与完成这些功所用时间的长短有关，也就是说，功率是由功和时间共同决定的.做功多的物体，功率不一定就大，同样做功时用的时间少的物体，功率也不一定就大.

生3：

描述一个物理量变化的快慢，必须是单位时间内完成该物理量的多少.

生（讨论）：

老师，机器铭牌上的功率是指什么意思？

机器铭牌上标示的功率指的是机器的额定功率，如“125型号”摩托车车架铭牌上标定为7.8kW，指的就是摩托车输出的额定功率为7.8kW.（这些内容以后将学）

生4：

汽车的输出功率与牵引力、速度之间有什么关系？

这个问题提得好，我们一起来探讨下：

我们知道功率P=W/t，而W=Fs，v=st，则功率P=Fv，

作为汽车来说，最大输出功率P是一定的，因此Fv=P（定值），可见，牵引力与速度成反比，所以，汽车上坡时因需要的牵引力越来越大，速度越来越小，司机要换挡减速；换句话说，如果需要同等大小的牵引力的条件下，功率大的汽车，上坡速度快些.

由公式P=Wt计算出的功率是一段时间内的平均功率；由公式P=Fv计算功率时，如果v是某时刻的速度，则计算出的功率为某时刻的功率，如果v是一段时间内的平均速度，则计算出的功率为平均功率.当然，在匀速直线运动中，瞬时速度与平均速度相等.

最后，请同学设计实验测量各自爬楼的最大功率.（同学们可以参照教材P65图11.2-1中的情景思考）

规律总结：

功率的测量原理是P=W/t，由于W无法直接测量，要利用实验器材测出F与相应的距离s，通过W=Fs计算得到功W的大小；t可以用手表（或秒表）来测量.

易错提醒：

功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的.

教学板书

课堂小结

通过这节课的类比方法学习，我们理解了功率的概念，明白了物理学中描述快慢的物理量的定义方法，知道了功率的物理意义.同时还了解了一些常见运动物体的功率，使我们在估测物体功率的大小时有一定的理论依据

想想议议（P65）

不同的物体做相同的功，所用的时间可能不同，时间短的做功快.

不同的物体做功的时间相同，它们做功的多少可能不同，在相同时间内，做功多的物体，做功比较快.

如图11.2-1，一个老人和一个小孩一起爬相同的楼梯，做功相同吗？

做功的快慢相同吗？

解答：

他们做的功不知道是否相等，因为他们都各自克服重力做功，一方面不知道他们各自的重力，另一方面不知道谁用的时间长，所以根据W=Gh,无法判断谁做的功多，由P=W/t=Gh/t，无法判断谁做功快.

教

材

习

题

解

答

动手动脑学物理（P66）

1.甲乙二人同时开始登山，甲先到达山顶.你能判定哪个人的功率大吗？

为什么？

2.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为1.2t，在10s内从楼的2层上升到5层.如果每层楼高3m，升降机电动机的功率至少是多大？

3.功率是25kW的拖拉机，它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛去完成，需要多长时间？

4.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW，速度为80km/h.汽车行驶2h，发动机做的功是多少？

卡车的牵引力是多大？

1.解答：

由于不知道甲、乙二人的体重，因而也不知道二人登山所做功的大小，仅仅根据他们登山时间不同是不能判定谁的功率大的.

2.解答：

上升的高度h=3m×3=9m，

货物重力G=mg=1.2×103kg×9.8N/kg=1.176×104N.

电动机做的功W=Gh=1.176×104N×9m=1.0584×105J.

难

题

解

答

电动机的功率P=

=

=1.0584×104W.

3.解答：

W1=W2

P1t1=P2t2

t2=

=

=250h.

4.解答：

发动机所做的功W=Pt=202×103×7200s=1.4544×109J.

2h卡车前进的距离s=vt=80km/h×2h=160km=1.6×105m.

卡车的牵引力F=W/s=1.4544×109J/（1.6×105m）=9090N

例题4如下图是使用汽车打捞水下重物的示意图，在重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率（P）随时间（t）变化的图象（如下图），其中正确的是（）

布置作业：

教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容

.

教学反思

1.在帮助学生理解功率的概念时，可以由速度的定义来类比分析，引出描述做功快慢的物理量.也可以让学生由平时生活中表示某个快慢的比较入手，如小学时练习写字的快慢等等，总之，让学生自己去领悟它的实质，促进学生更加深入理解功率的大小是由所做的功与完成功所用时间共同决定的.这样更能充分发挥学生的学习主动性\,积极性\,让学生体会到物理并不难学.

2.可以组织学生到操场上进行爬杆，做俯卧撑，引体向上等活动比赛，比较做功的快慢，来理解功率的概念.

教学过程中老师的疑问：

教师点评和总结：

【素材积累】

1、冬天是纯洁的。

冬天一来，世界变得雪白一片，白得毫无瑕疵，白雪松软软地铺摘大地上，好似为大地铺上了一层银色的地毯。

松树上压着厚厚的白雪，宛如慈爱的妈妈温柔地抱着自己的孩子。

白雪下的松枝还露出一点绿色，为这白茫茫的世界增添了一点不一样的色彩。

2、张家界的山真美啊！

影影绰绰的群山像是一个睡意未醒的仙女，披着蝉翼般的薄纱，脉脉含情，凝眸不语，摘一座碧如翡翠的山上，还点缀着几朵淡紫、金黄、艳红、清兰的小花儿，把这山装扮得婀娜多姿。

这时，这山好似一位恬静羞涩的少女，随手扯过一片白云当纱巾，遮住了她那美丽的脸庞。

【素材积累】

1、人生只有创造才能前进；只有适应才能生存。

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。

我不知道将来会去何处但我知道我已经摘路上。

思想如钻子，必须集中摘一点钻下去才有力量。

失败也是我需要的，它和成功对我一样有价值。

2、为了做有效的生命潜能管理，从消极变为积极，你必须了解人生的最终目的。

你到底想要什么?

一生中哪些对你而言是最重要的?

什么是你一生当中最想完成的事?

或许，你从来没有认真思量过生命潜能管理旧是以有系统的方法管理自我及周边资源，达成。

1、走近一看，我立刻被这美丽的荷花吸引住了，一片片绿油油的荷叶层层叠叠地挤摘水面上，是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。

荷叶上滚动着几颗水珠，真像一粒粒珍珠，亮晶希望对您有帮助，谢谢晶的。

它们有时聚成一颗大水珠，骨碌一下滑进水里，真像一个顽皮的孩子！

2、摘有欢声笑语的校园里，满地都是雪，像一块大地毯。

房檐上挂满了冰凌，一根儿一根儿像水晶一样，真美啊！

我们一个一个小脚印踩摘大地毯上，像画上了美丽的图画，踩一步，吱吱声旧出来了，原来是雪摘告我们：

和你们一起玩儿我感到真开心，是你们把我们这一片寂静变得热闹起来。

对了，还有树。

树上挂满了树挂，有的树枝被压弯了腰，真是忽如一夜春风来，千树万树梨花开。

真好看呀！

人生路上从来都不是一马平川，几时起几时落，浮浮沉沉，几时哭几时笑，悲悲喜喜，自信时我们相信自已的直觉，失意时，总是把感觉当成是错觉，而这些错觉会让人掉进一些人生漩涡，如果不看透，可能会危害你的人生。