高一物理功率教案1

1、功率（一）引入课题首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义然后提出力对物体做功的实际问题中，有做功快慢之分，物理学中又是如何来描述的？这节课我们就来研究这个问题（二）教学过程1、功率初中同学们学习过功率的有关知识，都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量我们一起讨论一些问题力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？AW1W2，t1t2；  BW1W2，t1t2；CW1W2，t1t2；  DW1W2，t1t2上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比

2、值进行分析判断的让学生把这个意思说出来，然后总结并板书如下：功率是描述做功快慢的物理量功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率如果用W表示功，t表示完成这些功所用的时间，P表示功率，则：P=W/t明确告诉学生上式即为功率的定义式，然后说明P的单位，W用J、t用s作单位，P的单位为J/s，称为瓦特，符号为W最后分析并说明功率是标量接下来着重说明，功率的大小与单位时间内力所做的功为等值至此，再将功的定义式与速度v的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)然后提出问题，与学生一起讨论功率的物理意义上一节我们讲了功的概念、功的公式之后

3、，经过分析和讨论，对功的物理意义已有所了解谁能复述一下？在学生说出做功过程是能量转化过程之后，立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量，并将这一认识进行板书2、平均功率与瞬时功率举例：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m，g取10m/s2)这1s内重力对物体做多少功？(与学生一起算出W150J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m)这1s内重力对物体做多少功？(W2150J)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？(P150W，P215

4、0W)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P100W)指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的因而，用PW/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢，只具有平均的意义板书如下：(1)平均功率：P=W/t(2)瞬时功率为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢，引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导：一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式：PW/t=W = F·s/ t， 而s/t=v    所以：P= F·v当t值足够小时，v就表示某一时刻的瞬时速度，

5、所以这时P就表示该时刻的瞬时功率因此 PF·v  就是瞬时功率计算公式讨论：如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根据PFv可知：当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些；当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小这就是爬坡时汽车换低速挡的道理如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即F和v可

6、以同时增大，但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额以后，这种情况不可能实现应用公式PFv计算m1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率由v110m/s按公式求得P1100J；由v220m/s按公式求得P2200J根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义最后指出，此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化随着时间的延续，重力势能向动能转化加快3、例题讲解例1、如图1所示，位于水平面上的物体A的质量m5kg，在F10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s36m时撤去拉力F求：在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大？(取g10m/s2)

7、 (1)设水平面光滑；(2)设物体与水平面间的动摩擦因数0.15解答过程可分为三个阶段：让学生计算力F在36m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其它因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为W360J由同学计算这两次做功所用的时间用牛顿第二定律求出： 分别求出t16s，t212s用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P160W，P230W如果有的同学用公式vt2=2s分别求出每次的末速度，再用公式： 求出每次的平均速度 和 ，最后用 求得最后结果也可以，并指出这是解决问题的一另一思路。例2、如图2所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做

8、匀速直线运动已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，求：(1)拉力F对物体做功的功率是多大？(2)物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？(sin37°0.6，cos37°0.8)通过此例题的解答，让学生掌握功率的计算公式PFvcos，并提醒学生，不要认为F与v总是在同一直线上；并且知道，在功率已知的条件下，可以用WP·t计算一段时间内力所做的功第(1)问的结果为P160W；第(2)问的结果为W1600J例3、课本p139上的例题，注意区分几个概念 (三)课堂小结1、我们讲了功率概念之后，得到了两个公式，定义式PW/t和瞬时功率的公式

9、PF·v2、公式PW/t中的t趋近于零时，P即为瞬时功率不过此公式主要用来计算平均功率公式PFv中，当v为瞬时速度时，P即为瞬时功率；当v用平均速度 时，也可计算平均功率当然要注意 所对应的时间段说明：1、将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义如一台电动机的额定功率是10kW，表明它每秒钟可以将10kJ的电能转化为机械能，不管它是否工作因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小2、力可以做负功，自然也有负功率学生不问到时可以不讲课本上也没讲重要的不是功率的正负问题，而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢例如，一物体沿粗糙水平面向前滑动，根据Pf·v

10、可知其机械能向内能转化，转化的快慢与速度v成正比，这就表达清楚了，没有强调负功率的必要扩展资料额定功率与实际功率额定功率是发动机正常工作时的最大功率，通常都在铭牌上标明，机器工作时，必须受额定功率的限制，这是基本原则，发动机实际的输出功率（即实际功率），可以小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可以略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率关于汽车启动的运动过程分析1、下面我们来讨论汽车起动的模型：（1）以恒定功率起动，其运动过程是：2、以恒定加速度起动，其运动过程是：机车启动的两种过程1、以恒定的功率起动：机车以恒定的功率起动后，若运动过程中所受阻力f不变，由于牵引力 ，随v增大，F减小根据

11、牛顿第二定律， ，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 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 ，下面是这个动态过程的简单方框图这一过程的v-t关系如图所示 2、车以恒定的加速度a起动由 知，当加速度a不变时，发动机牵引力F恒定，再由 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 时， ，车速达到最大值 ，此后匀速运动在P增至 之前，车匀加速运动，其持续时间为 （这个 必定小于 ，它是车的功率增至 之时的瞬时

12、速度）计算时，先算出F； ，再求出 ，最后根据 求t在P增至 之后，为加速度减小的加速运动直至达到 下面是这个动态过程的简单方框图这一过程的v-t关系如图所示。习题精选（一） 1.质量为的物体自高处自由落下，时间内重力的平均功率为_，t秒末重力的瞬时功率为_.2.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以2的速度匀速飞行时其发动机的功率为_.3.起重机的钢绳吊着物体由静止开始竖直向上运动，先以加速度a（a）加速运动再匀速运动，最后减速运动到静止，则关于各段运动中绳的拉力的平均功率，下列说法中正确的是 A.第一段平均功率最大 

13、60;          B.第二段平均功率最大 C.第三段平均功率最小      D.第一段平均功率最小4.跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50 kg，他1分钟跳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 ，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(取10 /s2) 5.站在自动扶梯上的乘客，如果他自己也沿着扶梯匀速上行.那么在运送乘客到达同样高度时，自动扶梯的发动机所消耗的功和功率的情况是A.功增加，功率不变

14、60;         B.功减少，功率不变 C.功不变，功率增加          D.功不变，功率减少E.功和功率都不变                F.功和功率都减少6.在20 高处以大小相等的初速度20 /s将三个质量均为0.1 kg的小球a、b、c分别竖直上抛、平抛和自由落下，

15、从抛出到落地的全过程中，求重力对三球做的功和平均功率(不计空气阻力，10 /s2) 参考答案： 1.   2. 8P  3.BC4.75 W.B.20 J、20 J、20 J10( )W，10 W，10 W（二）1如图所示，在竖直向上加速运动的电梯中有一个斜面，斜面上有一个木块与斜面一起随电梯向上加速运动，木块相对斜面静止试分析木块受到力做功情况2有一物体受一水平力作用，第一次在光滑的水平面上前进了 位移，第二次在粗糙的水平面上前进了 位移，试比较两次F做功情况3斜面体A放在光滑的水平面上，滑块B沿斜面加速下滑，如图所示，试分析滑块B所受各力在滑块B下滑过程中的做

16、功情况4质量为m的木块，在水平恒力F作用下从静止开始沿光滑的水平面运动 时间，则在 s末的功率为        ，在整个 时间内F做功的平均功率为        5汽车发动机的额定功率为60 ，汽车的质量为 ，它与地面的动磨擦因数为 则：（l）汽车保持额定功率起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始以 的加速度匀加速起动，这一过程能维持多长时间？（g取 ）6如图所示，质量为 的物体从光滑的斜面顶端自由下滑，斜面高为 ，长为 ，求在从顶端滑至底端的

17、过程中， 受到的力所做功及它们的冲量7一光滑小球沿半圆形圆槽从槽口由静止沿槽滚至槽底所用时间为t，速度为 ，则此过程中（    ）（A）槽对小球的支持力冲量为零    （B）槽对小球的支持力做功为零（C）槽对小球的冲量为m （D）小球所受合外力冲量为m 8在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子，用力使船向前移动（如图），关于什么力对船做功的下列说法中正确的是（    ）A绳的拉力做了功B人对绳的拉力做了功C树对绳子的拉力做了功D人对船的静摩擦做了功9一质量为 的木块静止在光滑的水平面上，从 开始，将

18、一个大小为 F的水平恒力作用在该木块上，在 时刻F的功率是（    ）A       B       C     D 10汽车额定功率为 ，汽车行驶中受到的阻力 随速度的增大而增大，假如汽车始终都在额定功率 下工作，那么汽车所能达到的最大速度是多少（如图所示）【参考答案】1解答分析木块受力情况因为木块加速向上运动，所以其受力图如图，重力G与位移方向相反，重力做负功；支持力N与位移方向的夹角为锐角，支持力做正功；静摩擦力f与位移方向的夹角也为锐角，则静摩擦力做正功2因为 ，F， 一定，故两次力F做功相同3提示 画出A、B的始末位置，分析两物的位移，注意B的对地位移 为B相对A的位移 与A相对地的位移 的合成（如图），找出各力与B的对地位移 的夹角即可判断各力的做功情况 4解答 时间末的功率为瞬时功率，用 来求： 时间内平均功率用 来求： 5解答 （1）汽车以额定功率起动，当 时，汽车的速度最大，此时： ，所以最大速度 （2）汽车以匀加速直线运动起动，汽车在匀加速运动过程中的最大速度 根据牛顿第二定律    由 得： 匀加速直线运动过程维持