高一物理功率教案

1、高一物理功率教案 1 功率（一）引入課題第一以提問(wèn)方式復(fù)習(xí)上一節(jié)所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,重點(diǎn)是功的概念和功的物理意義然后提出力對(duì)物體做功的實(shí)際問(wèn)題中,有做功快慢之分,物理學(xué)中又是如何來(lái)描述的？這節(jié)課我們就來(lái)爭(zhēng)論這個(gè)問(wèn)題（二）教學(xué)過(guò)程 1 、功率中學(xué)同學(xué)們學(xué)習(xí)過(guò)功率的有關(guān)學(xué)問(wèn),都知道功率是用來(lái)描述力做功快慢的物理量我們一起爭(zhēng)論一些問(wèn)題力 F1 對(duì)甲物體做功為W1,所用時(shí)間為t1 ；力 F2 對(duì)乙物體做功為 W2,所用時(shí)間為t2 ,在以下條件下, 哪個(gè)力做功快？AW1W2,t1 t2 ； B W1W2,t1 t2 ； C W1W2,t1 t2 ； D W1W2,t1 t2 上述條件下,哪個(gè)力做功快的問(wèn)題

2、同學(xué)都能作出判定,其實(shí) 都是依據(jù) W/t 這一比值進(jìn)行分析判定的讓同學(xué)把這個(gè)意思說(shuō)出來(lái),然后總結(jié)并板書如下：理量功率是描述做功快慢的物功和完成這些功所用的時(shí)間之比,叫做功率假如用 W表示功,t 表示完成這些功所用的時(shí)間,P 表示功率, 就： P=W/t 明確告知同學(xué)上式即為功率的定義式,然后說(shuō)明 P 的單位,W用 J、t 用 s 作單位, P 的單位為 J/s ,稱為瓦特,符號(hào)為W最終分析并說(shuō)明功率是標(biāo)量接下來(lái)著重說(shuō)明,功率的大小與單位時(shí)間內(nèi)力所做的功為等值至此,再將功的定義式與速度v 的定義式作類比,使同學(xué)理解,雖然爭(zhēng)論的是不同性質(zhì)的問(wèn)題,但是爭(zhēng)論方法是相同的 同時(shí)也為后面講瞬時(shí)功率做了些預(yù)

3、備 同學(xué)一起爭(zhēng)論功率的物理意義 然后提出問(wèn)題,與上一節(jié)我們講了功的概念、功的公式之后, 經(jīng)過(guò)分析和爭(zhēng)論,對(duì)功的物理意義已有所明白誰(shuí)能復(fù)述一下？在同學(xué)說(shuō)出做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程之后,立刻啟示：那么做功快慢恰能說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的快慢嗎？因此,應(yīng)當(dāng)將功率理解為是描述做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量,并將這一認(rèn)識(shí)進(jìn)行板書 2、平均功率與瞬時(shí)功率20m高處開(kāi)頭舉例：一個(gè)質(zhì)量是1.0kg 的物體,從地面上方做自由落體運(yùn)動(dòng),第 1s 時(shí)間內(nèi)下落的位移是多少？與同學(xué)一塊算出是 5m,g 取 10m/s2 這 1s 內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？ 與同學(xué)一起算出 W150J 第 2s 時(shí)間內(nèi)物體下落的位移是多少？ 15m 這

4、 1s 內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？和后 1s 重力對(duì)物體做功的功率各是多大？W2150J 前 1s P150W,P2150W這 2s 時(shí)間內(nèi)重力對(duì)物體做功的功率是多大？P 100W 指出即使是同一個(gè)力對(duì)物體做功,在不同時(shí)間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的因而, 用 PW/t 求得的功率只能反映 t時(shí)間內(nèi)做功的快慢,只具有平均的意義板書如下： 1 平均功率： P=W/t 2 瞬時(shí)功率為了比較細(xì)致地表示出每時(shí)每刻的做功快慢,引入了瞬時(shí)功率的概念,即瞬時(shí)功率是表示某個(gè)瞬時(shí)做功快慢的物理量提出瞬時(shí)功率如何運(yùn)算的問(wèn)題后,作如下推導(dǎo)： P一段較短時(shí)間內(nèi)的平均功率可以寫成如下公式：W/t=W = Fs/ t, 而

5、s/t=v 所以： P= Fv 當(dāng) t 值足夠小時(shí), v 就表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,所以這時(shí)P 就表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率率運(yùn)算公式 爭(zhēng)論：因此 P F v 就是瞬時(shí)功假如作用于物體上的力F 為恒力,且物體以速度v 勻速運(yùn)動(dòng),就力對(duì)物體做功的功率保持不變此情形下,任意一段時(shí)間內(nèi)的平均功率與任一瞬時(shí)的瞬時(shí)功率都是相同的許多動(dòng)力機(jī)器通常有一個(gè)額定功率,且通常使其在額定功率狀態(tài)工作 當(dāng)路面阻力較小時(shí),牽引力 跑得快些； 如汽車 ,依據(jù) PFv 可知：F 也小, v 可以大,即汽車可以當(dāng)路面阻力較大,或爬坡時(shí),需要比較大的牽引力,v 必需小這就是爬坡時(shí)汽車換低速擋的道理假如動(dòng)力機(jī)器原先在遠(yuǎn)小于額定功率的條

6、件下工作,例如汽車剛剛起動(dòng) 后的一段時(shí)間內(nèi),速度逐步增大過(guò)程中,牽引力仍可增大,即 F 和 v 可以同時(shí)增大,但是這一情形應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度,即當(dāng)Fv=P 額以后,這種情形不行能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用公式 PFv 運(yùn)算 m1kg 的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)中下落1s 末和 2s 末的瞬時(shí)功率由 v110m/s 按公式求得 P1100J；由 v220m/s 按公式求得P2200J依據(jù)上述結(jié)果啟示同學(xué)摸索瞬時(shí)功率的物理意義最終指 出,此題中是重力對(duì)物體做功,使重力勢(shì)能逐步向動(dòng)能轉(zhuǎn)化隨著時(shí)間的連續(xù),重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化加快 3、例題講解例 1、如圖 1 所示,位于水平面上的物體A 的質(zhì)量 m5kg,在 F10

7、N的水平拉力作用下從靜止開(kāi)頭向右運(yùn)動(dòng),位移為 s36m時(shí)撤去拉力 F求：在下述兩種條件下,力 F 對(duì)物體做功的平均功率各是多大？1 設(shè)水平面光滑； 取 g10m/s2 2 設(shè)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.15 解答過(guò)程可分為三個(gè)階段：讓同學(xué)運(yùn)算力 F 在 36m位移中所做的功,強(qiáng)調(diào)功只由 F 和s 這兩個(gè)要素打算,與其它因素?zé)o關(guān),因而兩種情形下力 F做的功相同,均為 W360J由同學(xué)運(yùn)算這兩次做功所用的時(shí)間用牛頓其次定律求出：分別求出 t1 6s,t2 12s用功率的定義式即平均功率的運(yùn)算公式求得 P1 60W,P230W假如有的同學(xué)用公式vt2=2 s 分別求出每次的末速度,再用公式：和,

8、最終用求得最終結(jié)果也可以,并指出這是解決問(wèn)題的一另一思路；求出每次的平均速度例 2、如圖 2 所示,位于水平面上的物體 A,在斜向上的恒定拉力作用下, 正以 v2m/s 的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)已知 F 的大小為 100N,方向與速度v 的夾角為 37 ,求：1 拉力 F 對(duì)物體做功的功率是多大？ 2 物體向右運(yùn)動(dòng)10s 的過(guò)程中,拉力 F 對(duì)它做多少功？sin37 0.6 ,cos37 0.8 通過(guò)此例題的解答,讓同學(xué)把握功率的運(yùn)算公式 P Fvcos ,并提示同學(xué),不要認(rèn)為F 與 v 總是在同始終線上；并且知道,在功率已知的條件下,可以用 WPt 運(yùn)算一段時(shí)間內(nèi)力所做的功第 1 問(wèn)的結(jié)果為

9、 P160W；第 2 問(wèn)的結(jié)果為 W1600J例 3、課本 p139 上的例題,留意區(qū)分幾個(gè)概念 三 課堂小結(jié)1、我們講了功率概念之后,得到了兩個(gè)公式, 定義式 PW/t和瞬時(shí)功率的公式PFv2、公式 PW/t 中的 t 趨近于零時(shí), P 即為瞬時(shí)功率不過(guò)此公式主要用來(lái)運(yùn)算平均功率公式PFv 中,當(dāng) v 為瞬時(shí)速度時(shí), P 即為瞬時(shí)功率；當(dāng) v 用平均速度時(shí),也可運(yùn)算平均功率當(dāng)然要注意所對(duì)應(yīng)的時(shí)間段說(shuō)明：1、將功率懂得為表示能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量具有普遍意義如一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率是10kW,說(shuō)明它每秒鐘可以將10kJ 的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,不管它是否工作因而機(jī)器的功率實(shí)際上可以表示它進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的

10、才能大小2 、力可以做負(fù)功,自然也有負(fù)功率同學(xué)不問(wèn)到時(shí)可以不 講課本上也沒(méi)講重要的不是功率的正負(fù)問(wèn)題,而是要結(jié)合實(shí)際問(wèn)題說(shuō)清晰能量轉(zhuǎn)化的方向和快慢例如,一物體沿粗糙水平面對(duì)前滑動(dòng),依據(jù)Pf v 可知其機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化的快慢與速度 表達(dá)清晰了,沒(méi)有強(qiáng)調(diào)負(fù)功率的必要擴(kuò)展資料 額定功率與實(shí)際功率v 成正比,這就額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率,通常都在銘牌上 標(biāo)明,機(jī)器工作時(shí), 必需受額定功率的限制,這是基本原就,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的輸出功率（即實(shí)際功率）,可以小于額定功率,在某些情形下,實(shí)際功率也可以略大于額定功率,但不答應(yīng) 長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率關(guān)于汽車啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析1、下面我們來(lái)爭(zhēng)論汽車起動(dòng)

11、的模型：其運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：（1）以恒定功率起動(dòng),2、以恒定加速度起動(dòng),其運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：機(jī)車啟動(dòng)的兩種過(guò)程1 、以恒定的功率起動(dòng)：機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后,如運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力 f 不變,由于牽引力,隨 v 增大, F 減小依據(jù)牛頓其次定律,是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)直至,當(dāng)速度v 增大時(shí),加速度 a 減小,其運(yùn)動(dòng)情形時(shí), a 減小至零,此后速度不再增大,速度達(dá)到最大值而做勻速運(yùn)動(dòng),做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是 程的簡(jiǎn)潔方框圖這一過(guò)程的v-t關(guān)系如下列圖2 ,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)、車以恒定的加速度a 起動(dòng)F 恒定,再由知,由 知,當(dāng)加速度 a 不變時(shí), 發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力F 肯定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功率P 隨 v 的增大而增

12、大,但當(dāng)P增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,v 連續(xù)增大,牽引力F 減小,直至后勻速運(yùn)動(dòng)在P 增至?xí)r,車速達(dá)到最大值,此之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其連續(xù)時(shí)間為（這個(gè)必定小于,它是車的功率增至之時(shí)的瞬時(shí)速度） 運(yùn)算時(shí),先算出 F ；,再求出在 P 增至 圖,最終依據(jù) 求t 下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)潔方框之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到這一過(guò)程的v-t關(guān)系如下列圖；習(xí)題精選（一）1. 質(zhì)量為的物體自高處自由落下,時(shí)間內(nèi)重力的平均功率為 _,t 秒末重力的瞬時(shí)功率為 _. 2. 設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)所受的阻力與其速度的平方成正比 . 假如飛機(jī)以速度勻速飛行時(shí)其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 P,就飛機(jī)以 2的速度勻速飛行時(shí)其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 _. 3. 起重機(jī)的鋼繩