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1、功率 一、教学目的：1知道功率是表示做功快慢的物理量。2理解功率的概念，能运用功率的公式P=W /t 进行有关计算。3正确理解公式P=FVcos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。二、重点难点1理解功率的概念是本节的重点。2瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。3机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。三、教学方法：讲授、讨论、练习。四、教具：重物、小车五、教学过程：（一）引入新课上节课学习了功的概念及其计算。现在我们研究下面两个问题。质量为2kg的物体在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中，有几个力对物体做功，
2、各做功多少？此过程用多长时间？质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，在F2=4N的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中，有几个力对物体做功？各做功多少？此过程用多长时间？（学生自己解答，教师小结。）中拉力做功：W11=F1S=64J；阻力做功：W12=-fS=-64J；时间：t1=s/V=8s.中拉力做功：W2=F2S=64J；时间t2=.可见，力对物体做功多少，只由F、S及它们间夹角决定，与物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下，F1、F2做功一样多，但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。本节课学习做功快慢的描述问题。板书课题：第二节 功率（二）进行新课
3、1、力对物体做功快慢的比较。分析以下事例，归纳出做功快慢的比较方法：繁忙的建筑工地上几台起重机正在快碌。我们来比较一下它们做功的快慢。起重机编号被吊物体重量运动情况所有时间做功A2103N4m/s匀速上升4s3.2104JB4103N3m/s匀速上升4s4.8104JC16103N2m/s匀速上升1s3.2104J比较A和B：它们做功时间相等，B做功比A快。比较A和C：它们做功相等，tctA,C做功比较快。比较B和C：它们做功不等，所用时间也不等，如何比较它们做功的快慢呢？（引导学生复习运动快慢的描述和速度变化快慢的描述等知识，给出描述做功快慢的物理量-功率）运动的快慢用 表示；速度变化快慢用
4、表示，我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率，这是物理学中的一个重要概念。2、功率的概念（1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。定义式：P=W/t（2）单位：国际单位为瓦(W)，技术上常用“千瓦”（KW）作功率单位。1W=1J/S，1KW=1000W。（3）功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量功率大的做功快。不论在什么条件下，只要明确了功W和所用时间t，就可求出相应的功率。以上几个功率就是钢绳拉力对重物做功的功率，A起重机的功率PA=8KW，B起重机的功率PB=12KW，C起重机的功率PC=32KW。C做功最快，A做功最慢。（4）功率是标量。由于功有正负，相应的功率也有
5、正负。功率的正负不表示大小，只表示做功的性质，即动力的功率为正，阻力的功率为负，计算时不带符号，只计绝对值。根据W=FScos和v=S/ t,可得P=Fvcos。若F、S同向，可简化为P=Fv。（5）功率的另一表达式：P=Fvcos。F：对物体做功的力。v：物体运动的速度。：F与v的夹角。3、平均功率和瞬时功率（1）平均功率：描述力在一段时间内做功的快慢，用P=W/t 计算，若用P=Fvcos，V为t时间内的平均速度。平均功率是针对一段时间或一个过程而言的，因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。（2）瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢，只能用P=Fvcos，V为某时
6、刻的瞬时速度。瞬时功率是针对某一时刻或某一位置而言的，因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪一个位置的瞬时功率。【例题1】已知质量为m的物体从高处自由下落，经时间t，在t时间内重力对物体做功的平均功率为 ;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为 。解析：在t时间内，物体下落的高度h=,重力对物体所做的总功W=,所以在t时间内重力对物体做功的平均功率为;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为.（3）对公式P=Fv的讨论。当功率P一定时，。即做功的力越大，其速度就越小。当汽车发动机功率一定时，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。当速度v一定时，。即
7、做功的力越大，它的功率也越大。汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。当力F一定时，。即速度越大，功率越大。起重机吊同一物体以不同速度匀速上升，输出功率不等，速度越大，起重机输出功率越大。【例题2】飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定，当速度很大时，阻力和速度的平方成正比，这时要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发动机的输出功率要增大到原来的：A2倍； B.4倍； C. 6倍； D. 8倍.解析：飞机、轮船达到最大速度时牵引力F与阻力f相等，即F=f,而f=KV2,所以发动机的输出功率P=FV=KV3，要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发
8、动机的输出功率要增大到原来的8倍.4、额定功率和实际功率额定功率指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。（三）、课堂小结功率功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量平均功率：描述力在一段时间内做功的快慢，用P=W/t 计算，若用P=Fvcos，V为t时间内的平均速度瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢，只能用P=Fvcos，V为某时刻的瞬时速度。额定功率和实际功率（四）、课外作业：把练习二第2、3、4题做在练习本上。说明：1、本节教学的重点是使学生确切地理解公式PFV
9、的意义，为此教材通过实例进行分析，教学中还可以补充一些实例。2、通过本节的例题的教学，应使学生学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。3、考虑到发动机的额定功率与汽车的最大速度的关系比较难一些，本书作为选学内容，单独列为专题加以讨论。在这个专题中，着重分析了汽车由开动到匀速行驶的物理过程，然后运用公式解题，以便使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式。第2课时一、教学目的：1、能正确计算常见情况下各力的平均功率和瞬时功率。2、能正确分析机车的起动过程。二、重点难点：1、恒定牵引力起动过程的分析。2、额定功率和实际功率的区别和联系。三、教学方法：练习、讨论、讲授四、教具：
10、多媒体设备五、教学过程：（一）复习提问，引入新课问题1、质量为m的物体置于光滑水平面上，在与水平面成角的恒力作用下由静止开始沿水平方向运动t时间，那么在t时间内F做的功是多少？这段时间内F的平均功率是多大？t时刻F的瞬时功率是多大？（学生先解答，老师再给出正确答案：，）问题2、当机车的功率一定时，要增大牵引力，必须 （填降低或增大）机车的运动速度；速度是如何变化的呢？本节就研究这一问题。（二）进行新课1、机车以恒定功率起动情况：P一定，速度v变大，加速度a变小，当a=0时，v不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f阻，而vm=P额/f阻。这个动态过程简图如下：OOtOVO图1vF =P/va =当
11、a=0时，F=f,速度达到最大值vm.保持vm匀速运动这一起动过程的V-t图如图1所示。2、机车以恒定加速度a起动情况：a一定时，F也一定，P随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，F、a不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=0，v达到最大vm=P额/f. 这个动态过程简图如下：当P=P额时F =P额/V，Va =当a=0时，F=f,速度达到最大值Vm.保持Vm匀速运动a定=（F定-f）/mV ， P =FVvOOtO图2tOvmOv0这一起动过程的v-t图如图2所示。【例题】汽车发动机的额定功率为P=60KW，汽车质量m=5.0103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1倍
12、，试问：汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？汽车从静止开始，保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程维持多长时间？让学生先练，理解上面讲的“两个起动过程”，然后老师再讲解。两个起动过程，学生是比较难理解的，老师可通过多媒体动画帮助学生弄清这两个过程。解析：当汽车达到最大速度时，a=0，此时F=f=mg，而P=Fvm，所以vm=P/mg=12m/s.匀加速运动的加速度a=（F-mg）/m，设保持匀加速时间为t0，匀加速能达到的最大速度为v0，则此时v0=at0，P=Fv0，解得t0=16s.（三）课堂练习1、汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动，则汽车达到额定
13、功率时，汽车的速度：（答案：B）A同时达到最大值 B还没有达到最大值C在没有达到额定功率前达到最大值 D此后保持不变2、质量为m=2.0103kg的汽车，发动机的牵引力功率为P=30KW，在水平公路上能达到的最大速度Vm=15m/s，当汽车的速度为V=10m/s时加速度为多大？（答案：0.5m/s2）（四）课堂小结1、机车以恒定功率起动情况：P一定，速度V变大，加速度a变小，当a=0时，V不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f阻，而Vm=P额/f阻。2、机车以恒定加速度a起动情况：a一定时，F也一定，P随V增大而增大，当P达到额定功率P额后，F、a不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=
14、0，V达到最大Vm=P额/f.（五）课外作业1、飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比。若飞机以速率V匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率nV匀速飞行时，发动机的功率为：np 2np n2p n3p。2、 质量为05kg的物体，从高处自由落下，物体在下落头2s内，重力对物体做功是 J，第s内重力对物体做功的平均功率是 W；第4s初的即时功率是 w。（空气阻力不计）3、质量为105 kg的机车，以18km/h的初速度，以恒定的功率运行，经min前进了18km，这时机车达到最大速度72km/h，设机车在运行过程中所受的阻力大小不变。则机车的功率为 W，所受阻力大小为 N。4、一辆汽车在恒定的功率牵引下，在平直的公路上由静止出发，在t=4min的时间内行驶了S=1800m，则在t=4min末汽车的速度（ ）A等于7.5m/s B大于7.5m/s C等于15m/sD小于15m/s参考答案1、D2、100，125，150 3、1.25102W，6.25103N 4、BD.
