2021学年3.功率教学设计

这是一份2021学年3.功率教学设计，共5页。教案主要包含了教学目标，教学难点，教学重点，教学用具，教学方法，教学过程等内容，欢迎下载使用。

2、理解平均功率和瞬时功率；
3、理解功率的导出式P＝Fv的物理意义，掌握其用法。
4、学会求解各种不同的功率；运用功率的不同表达式分析和解决动力机械运动问题。
【教学难点】：功率的求解公式P＝Fv的意义和应用。
【教学重点】：功率概念的理解及功率的计算
【教学用具】：投影仪、投影片
【教学方法】：电教法、理论联系实际归纳法
【教学过程】
复习提问：
1、力对物体所做的功的求解公式是什么？
2、举例引入功率。
A、一台起重机在1分钟内把1吨重的货物匀速提到预定的高度。
B、另一台起重机在30秒内把1吨货物体匀速提到相同的高度。
3、分析：刚才画面上展示的两个过程中，起重面都对物体做了功，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；第二台起重面做同样的功，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
新课教学
（一）功率：
1、功率是表示物体做功快慢的物理量；
2、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，请问它是哪个物理量？
学生回答：是速度。
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。
d、得到功率的求解公式并板书：P=W/t。
e、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？
f、概括功率的单位：
国际单位：瓦特，常用单位有千瓦
3、a：用投影片展示例题
一个物体在F的作用下，在时间t内发生的位移为s，已各作用力F的方向和位移方向相同，求：
（1）力F所做的功： W=Fs
（2）力F的功率：
b、由此得到功率的另一种求解公式P=Fv
即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。
思考：若力的方向与位移的方向成α角，则功率的表达式又如何呢？
学生推导，教师总结：p = Fs csα
c、由于v=s/t求出的是物体在时间t内的平均速度。则P=Fv求出的是F在时间t内的平均功率。如果t取得足够小，则v就可以为某一时刻的瞬时速度。据P=Fv求出的就是F在该时刻的瞬时功率。
板书：瞬时功率P=Fv（v是瞬时速度）
d、讨论：由P=W/t求出的是瞬时功率还是瞬时功率？
综合学生讨论得到：由于据P=W/t求出的功率反映的是做功的平均快慢程度，所以，据P=W/t求出的是平均功率。
在P=W/t的旁边板书[求的是平均功率]
（二）关于功率计算的巩固训练
①用投影片出示巩固训练题：
1、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
a、力F在t=3s内对物体所做的功；
b、力F在t=3s内对物体所做功的平均功率；
c、在3s末力F对物体做功的瞬时功率
2、在空中将质量为10千克的物体以20m/s的水平速度抛出，经3 秒时落地，求刚落地时重力的瞬时功率为多少？
（三）小结：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、kW，1kW=1000W。
3、功率的求解公式有：P=W/t、P=Fv其中P=W/t和P=Fv可用来求解平均功率，而P=Fv也可用来求解瞬时功率。
要会用P=Fv分析汽车的两种起动过程。
（四）板书设计 功率
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：
作业：
第二节
额定功率：
例题：火车在运行中保持额定功率2500kW，火车的总质量是1000t，所受阻力恒定为 N。求：
（1）火车的加速度是 时，速度是多大？
（2）火车的速度是12m/s时，加速度是多少？
（3）火车的最大速度是多少？
分析：本题是关于火车以恒定功率起动的问题。在此过程中，火车作加速度减小的变加速直线运动，直到加速度为零（即牵引力等于阻力）时，速度达到最大。
解：（1）根据牛顿第二定律，得

又因
所以
（2）根据牛顿第二定律，得

又因
所以
（3）根据牛顿第二定律，得

当 时，火车速度最大
所以
点评：此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率，若在额定功率下启动，则一定是变加速度运动。因为牵引力随速度的增大而减小。求解时不能用匀变速运动的规律求解。
扶梯
例： 如图所示，在自动扶梯以恒定的速度v运转时，第一次有一个人站到扶梯上后相对扶梯静止不动，扶梯载他上楼过程中对他做功为 ，做功功率为 。第二次这人在运动的扶梯上又以相对扶梯的速度 同时匀速向上走．则这次扶梯对该人做功为 ，做功功率为 ，以下说法中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
分析：在扶梯上，人相对扶梯静止不动和人相对于扶梯匀速向上运动，相对地面来说，人都是作匀速直线运动．两次人均处于平衡状态，两次人受到的力情况相同．即扶梯对人向上的支持力等于重力而两次扶梯载人运动的距离不同，所以可用 来判定功的大小．两次扶梯运动的速率v不变，所以可用 来判定功率的大小．
解：由功的计算公式，得扶梯对人做功为

式中 是扶梯对人的支持力（等于人的重力）和扶梯所在斜面的夹角．由于第二次人沿扶梯向上走了一段距离，所以第一次扶梯载人运动的距离要比第二次扶梯载人运动的距离长，即 ，故 ．两次扶梯运动的速率v不变，对人作用力不变．根据 知 ．故本题正确选项为B。
点评：本题也可先判断扶梯对人做功的功率，再根据两次人通过相同位移所用时间不同，据 来判断扶梯对人做功．由题知人两次对地的速度关系为 ，则人上楼时间, ，而 ，故由 知， 。
功率比较：
例 如图所示，一个小孩站在船头，用同样大小的力拉绳，在甲、乙两种情况中，经过相同的时间t（船未碰撞），小孩所做的功分别为 及在时间t内小孩拉绳的功率分别为 的关系为（ ）
A． B．
C． D．
分析：小孩做的功，在甲情况下是指对自身（包括所站的船）做的功，在乙情况下除对自身（包括所站的船）做的功外，还对另一小船做了功，小孩在两种情况下由于力相同，小船在两种情况下的加速度也相同，因而位移也就相等了．这样两种情况中小孩对自身（包括对所站的船）所做的功相等，但在乙情况下小孩还对另外一小船多做了一部分功，因此 ，又由功率的定义式 得： 。
解：本题选项C正确．
点评：在计算乙情况中功的时候，要注意把两只小船看成一个整体，两只小船所发生的位移都是由于人做功而产生的．
瞬时功率：
例：质量为m的物体沿倾角为 的固定斜面滑到底端时的速度大小为v，此时重力的瞬时功率为（ ）
A． B．
C． D．
分析：如图所示，把速度分解成水平向左和竖直向下的速度 和 。
则 ，
重力在此时的瞬时功率 。
解：选项正确为B．
点评：瞬时功率 中的 是F跟v的夹角，本题 是斜面倾角，故不能认为C是正确的．所以求瞬时功率时必须明确已知量中的夹角是否是公式中的夹角．
本题还可以分解重力：把重力分解成沿斜面和垂直斜面两个力 和 ， 。
其功率 。