功率教学设计

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=FV cos α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。

①质量为2kg 的物体在4N 的水平拉力F 1作用下沿F 1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，各做功多少？此过程用多长时间？

②质量为2kg 的物体静止在光滑水平面上，在F 2=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。）

①中拉力做功：W 11=F 1S =64J ；阻力做功：W 12=-fS =-64J ；时间：t 1=s/V =8s. ②中拉力做功：W 2=F 2S =64J ；时间t 2=

s a

s

42 . 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，F 1、F 2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

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。

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，t c

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t S V /= 表示；速度变化快慢用t V a ∆∆=/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P A =8KW ，B 起重机的功率P B =12KW ，C 起重机的功率P C =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 =FS cos α和v =S / t ,可得P =Fv cos α。若F 、S 同向，可简化为P =Fv 。 （5）功率的另一表达式：P=Fv cos α。

F ：对物体做功的力。v ：物体运动的速度。α：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 α，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 α，V 为某时刻的瞬时速度。

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=

2

2

1gt ,重力对物体所做的总功W=2221t mg ,所

以在t 时间内重力对物体做功的平均功率为t mg t W P 22

1

==;在t 时刻重力对物体做功的

瞬时功率为t mg mgv P t t 2

==.

（3）对公式P=Fv 的讨论。 ①当功率P 一定时，v

F 1

∝

。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。

②当速度v 一定时，v P ∝。即做功的力越大，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。

③当力F 一定时，v P ∝。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：

A ．2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=KV 2

,所以发动机的输出功率P=FV=KV 3

，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8倍.

4．额定功率和实际功率