2019学年人教版高一物理必修二教案：7.3 功率2

7.3 功 率
一、 教学目标
知识与技能
1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。

公式t
W
P =，Fv P =的运用。

过程与方法
Fv P =，分析汽车的启动，注意知识的迁移。

情感、态度与价值观
感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。

二、 教学重点
理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。

三、 教学难点
正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。

四、 教学过程 ◆功率的概念
【引入】前面我们已经学过了几个描述快慢的物理量，例如：用速度来描述运动的快慢，用加速度来描述物体速度变化的快慢等等。

物体做功也有快慢之分，那么用什么物理量来描述物体做功的快慢呢？ 【学生活动】
【教师讲解】初中的时候学过，用功率这个物理量来表示物体做功的快慢。

我们用W 来表示功。

参照前面对速度和加速度的定义我们知道，描述快慢的物理量我们总是用某个物理量与时间的比值去定义。

功率的定义也是类似的，大家来回忆一下，如何定义功率？ 【学生活动】
【教师讲解】如果从开始计时到时刻t 这段时间间隔内，一个力所做的功为W ，则功W 跟完
成这些功所用时间t的比值就叫功率。

P= W t
在国际单位制单位中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。

可见功率的大小和做功的多少，与所用时间这两个因素有关。

◆额定功率和实际功率
【教师讲解】功率这个量在日常生活中经常接触到，在各种家用电器，机械上都有标出额定功率。

例如：40W的电灯，汽车内燃机的额定功率是97KW等等，额定功率指的是机器在正常情况下可以长时间工作的最大功率。

实际功率往往小于这个数值，当然，有时也会超过这个数值，比如，越过障碍时司机通过增大供油量使实际输出功率大于额定功率；电压突然增高，超过用电器的额定电压；如果用电器或机械长时间在大于额定功率下工作，那么，就会被损坏。

【学生活动】观测身边几种用电器或机械的额定功率，思考一下，机械的功率与它们的体积有没有关系？与它们的耗电量（耗油量）有没有关系？你家里哪种家电最耗电？
◆平均功率和瞬时功率
【教师讲解】各种机器实际输出的功率常随时间而变化，在上面给出的功率的定义式中，t等于从计时开始到时刻t的时间，W是力在这段时间内做的功，显然P表示的是这段时间内做功快慢的平均效果，也就是平均功率。

如果我们要表示瞬时功率，那应该如何表示呢？大家可以回忆一下平均速度和瞬时速度的定义。

【学生讨论】
【教师讲解】与瞬时速度的定义类似的，当时间间隔t→0时，P= W
t表示的是瞬时功率。

表
示某一瞬间做功的快慢。

◆功率与速度
【教师提问】力、位移、时间都与功率相联系，请同学们用学过的知识推导出功率与速度的关系式；推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分，然后自己再推导。

【学生活动】思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式。

【教师讲解】推导过程：P = W
t=
Fl
t=Fv
1、P=Fv，即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。

当F与v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的分量相乘。

（P=Fvcosα）
2、公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度，P表示力F在这段时间t内的平均功率；
3、如果时间t取得足够小，公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率。

【教师提问】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。

【学生讨论】…………
【教师讲解】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，
司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。

②当速度v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v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。

◆例题讲解
【学生活动】审题，写出解题过程
【教师讲解】……
◆机车启动的两种过程
【教师讲解】
（1）以恒定的功率启动：
机车以恒定的功率启动后，若运动过程中所受阻力F ’不变，由于牵引力F=P
v ，随v 增大，
F 减小，根据牛顿第二定律a ＝F-F'm ＝P mv -F'
m ,当速度v 增大时，加速度a 减小，其运动情况
是做加速度减小的加速运动。

直至F =F ’时，a 减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是v m ＝P
F'
,下面是这个动态程的简单方框图
（2）车以恒定的加速度a 启动
由a=F -F'
m 知，当加速度a 不变，发动机牵引力F 恒定，再由P=F·v 知，F 一定，发动机
实际输出功率P 随v 的增大而增大，但当P 增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v 继续增大，牵引力F 减小，直至F=F ’时，a ＝0，车速达到最大值P
F' ,此后
匀速运动。

◆小结
五、 板书设计
一、功率
P= W t
单位：瓦特（W）表示做功的快慢。

二、平均功率和瞬时功率
t→0时，P= W
t表示瞬时功率。

三、额定功率和实际功率
四、功率与速度
P=Fv（P=Fvcosα）
①当功率P一定时，F与v成反比②当速度v一定时，P与F成正比
③当力F一定时，功率P与速度v成正比
五、机车启动的两种过程
（1）以恒定的功率启动（2）车以恒定的加速度a启动
六、布置作业
教材P10（1）（2）（3）（4）
七、教学后记。