初中物理《功率》教案

《功率》教案物理观念：1．知道功率的概念。2．结合实例理解功率的概念并用P＝eq\f(W,t)进行解题。3．了解功率在实际中的应用。科学思维：能联系实际运用功率公式进行计算，利用功率知识解决简单的实际问题。科学探究：通过观察和联系生活实际，了解功率的物理意义。科学态度与责任：1．通过教学活动，激发学生的学习兴趣和求知欲望。2．通过学习活动，使学生进一步养成乐于探索自然现象和日常生活中的物理学规律的习惯，同时增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。重点：功率的概念和利用公式计算功率。难点：对功率概念的理解和运用。多媒体课件。一、情景导入eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景1))小明家正在装修新房子，小明非常高兴，帮助爸爸搬砖。小明干得非常火热，于是提出要和爸爸比赛看谁搬砖快。楼下地面放有两堆相同的砖块(40块，每块重约50N)，小明一次最多搬起4块，爸爸一次可以搬起8块，结果爸爸用了20min，小明用了30min才搬完。同学们想一想，小明和爸爸做功相同吗？谁赢了？为什么呢？(学生回答：相同，爸爸赢了。因为搬一样多的砖块到相同的高度，对砖块做功相同，小明用的时间多，爸爸用的时间少，所以小明做功慢，爸爸做功快)由此可见，做功有快慢之分，这正是我们今天要探究的问题：如何描述做功的快慢。eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景2))多媒体展示图片。你愿意选择哪种方式工作呢？为什么？我们怎样表示他们做功的快慢呢？我们以前学过速度，想一想速度是用来表示什么的物理量？对比一下，我们如何描述做功的快慢？看来，人们选用机械来做功时，不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快；拖拉机耕地比牛耕地要快；起重吊车比滑轮做功快；机械收割比人工快等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义，这就是我们今天要学习的一个新的物理概念——功率。二、合作探究功率eq\o(\s\up7(),\s\do5(知识引入))以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))观察下面一组数据，想一想，议一议谁做功最快？说出比较的依据。物体所做的功所用时间A1000J5sB1000J10sC4000J1minD6000J1mineq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，再通过老师的引导使学生领悟比较物体做功快慢的方法：(1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快；(2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))功率是用来表示做功快慢的物理量。功与做功所用时间之比叫作功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。通常用符号“P”表示。功率的计算eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))(1)功率的计算公式：P＝eq\f(W,t)。(2)功率的单位：瓦特。(3)在国际单位制中，W的单位是焦耳(J)；t的单位是秒(s)；P的单位是瓦特(W)。1瓦特＝1焦耳/秒，1kW＝1000W。eq\o(\s\up7(),\s\do5(例题展示))【例】高出水面30m处有一个容积是50m3的蓄水池，要用一台离心式水泵给蓄水池抽水，1h能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少？(ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，结果保留整数)解：根据ρ＝eq\f(m,V)可知，m＝ρ水V＝1×103kg/m3×50m3＝5×104kg，所以水的重力为G＝mg＝5×104kg×10N/kg＝5×105N，水泵做的功为W＝Gh＝5×105N×30m＝1.5×107J，则这台水泵的功率为P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.5×107J,3600s)≈4167W。eq\o(\s\up7(),\s\do5(材料拓展))(一)人体心脏的功率心脏是强劲有力的器官。按照瓦特数衡量，它足以同一盏写字台上的荧光灯相比拟。一个成年人，在正常坐定不动的情况下，其心脏的功率约为5W；在睡着时，因为新陈代谢减弱了，会下降到约2W。一个运动员，在一般运动中，心脏可以提供20W的动力。从工程角度看，心脏简直是一台了不起的发动机。人体心脏的功率水平，能适应负荷的大幅度变动；它的效率很高，以致任何人造装备都无法相比。更为突出的是，心脏能自动地调节到所需的功率，而不需要它的主人作出任何有意识的努力。这些属性在人造心脏中都要加以模拟复制。(二)人消耗的功率人要维持生命和进行活动(包括体力的和脑力的)，就必须消耗能量做功。在不同情况下消耗的功率大小是不同的。一个成年人在熟睡的时候，消耗的功率大约是80W，这个功率用来维持其身体的代谢，因此把这个功率叫作基本代谢率。在进行一般脑力劳动时，例如学生在上课时，消耗的功率约为150W，其中约80W为基本代谢率，约40W消耗在脑的活动中。在中等激烈的运动中，例如以5m/s的速度骑自行车时，骑车人消耗的功率约为500W。在比较剧烈的运动中，例如打篮球时，人消耗的功率约为700W。在更加剧烈的运动情况下，例如在百米赛跑中，一个优秀运动员消耗的功率可超过1000W。人在一秒钟内能做多少机械功呢？研究表明，人在长时间做功的情况下，即使消耗的功率超过1000W，其中只有约100W的功率可作为机械功输送到体外。而马可以在长时间内以500W的功率做机械功，在短时间内的机械功率可以达到700～800W，可见，人输出机械功的本领比起马的本领小多了。第2节功率功率eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物理意义：表示物体做功的快慢,定义：功与做功所用时间之比,定义式：P＝\f(W,t),单位：瓦特(W)，1W＝1J/s，1kW＝103W,推导式：P＝\f(W,t)＝\f(Fs,t)＝Fv,功率的计算))完成对应课时内容。在帮助学生理解功率的概念时，可以由速度的定义来类比分析，引出描述做功快慢的物理量。也可以让学生由平时生活中表示某个快慢的比较入手，如小学时练习写字的快慢等等，总之，让学生自己去领悟它的实质，促进学生更加深入理解功率的大小是由所做的功与完成功所用时间共同决定的。这样更能充分发挥学生的学习主动性、积极性。让学生体会到物理并不难学。课后·知能演练基础巩固1.一台机器的功率是150W,它的含义是()A.这台机器每秒做功150J B.这台机器每分做功150JC.这台机器每小时做的功是150J D.这台机器每秒做的功是150W2.甲起重机用10s时间将重1000N的货物竖直吊起2m高,乙起重机用40s时间将重2000N的货物竖直吊起2m高。那么,它们做的功及功率的情况是()A.甲做功多、功率大 B.乙做功多、功率大C.甲的功率大,乙做的功多 D.甲做的功多,乙的功率大3.一位同学用30s从1楼走到4楼,他上楼时的功率约为()A.5W B.15W C.150W D.1500W4.如图所示,小明体重600N,小红体重400N,两人同时从一楼出发上到三楼,小明先到达,小红后到达,则下列说法正确的是()A.小明上楼功率大 B.小红上楼功率大C.小明上楼做功少 D.小红上楼做功多5.甲、乙两名举重运动员,如图所示,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等,那么下列关于他们对杠铃做的功和功率的说法正确的是()A.甲做的功较多,功率较小 B.甲做的功较多,功率较大C.甲做的功较多,他们的功率相等 D.甲、乙做的功和功率都相等6.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是()A.W1<W2P1<P2 B.W1>W2P1>P2C.W1=W2P1=P2 D.W1<W2P1>P27.在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动。如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3s至5s内,推力对木块所做功的功率为W,从0至1s内,推力对木块所做的功为J。

能力提升8.物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2。下列关系正确的是()A.F1=F2;P1<P2 B.F1=F2;P1>P2C.F1>F2;P1>P2 D.F1<F2;P1>P29.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是()甲乙A.木块两次运动的速度v1<v2B.木块两次所受的拉力分别为F1、F2,则F1>F2C.在10s内两次拉力对木块做功分别为W1、W2,则W1<W2D.在10s内两次拉力分别对木块做功的功率为P1、P2,则P1>P210.有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比为s甲∶s乙=2∶3,那么()A.两辆汽车的牵引力之比为F甲∶F乙=2∶3B.两辆汽车的牵引力之比为F甲∶F乙=3∶2C.两辆汽车做的功之比为W甲∶W乙=2∶3D.两辆汽车做的功之比为W甲∶W乙=3∶211.在某建筑工地上,起重机在2min内把体积为30m3的花岗岩碑石提升2.5m高。已知该花岗岩的密度为2.8g/cm3。g取10N/kg。(1)这块花岗岩碑石的质量是多大?(2)起重机对碑石所做的功是多少?(3)起重机对碑石做功的功率是多少?思维拓展12.跳绳是某市初中毕业生体育测试的项目之一,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。(1)用体重秤测量自己的质量m。(2)用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h(人的重心上升的高度)。(3)用(填测量器材)记录跳n次所用的时间t。

(4)计算出跳绳时克服重力的平均功率P=(用字母表示)。

(5)若跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件,可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为W。(g取10N/kg)

(6)若他要比较和其他同学跳绳的平均功率大小(设跳起的平均高度相同),则。

A.跳绳快的功率一定大 B.跳绳的快慢相同,质量大的功率大C.质量相同,跳的个数越多的功率越大 D.质量相同,跳的时间越长的功率越大参考答案【课后·知能演练】1.A2.C3.C4.A5.B6.C7.20008.A9.D10.B11.(1)8.4×104kg(2)2.1×106J(3)1.75×104W解析(1)花岗岩碑石的质量是m=ρV=2.8×103kg/m3×30m3=8.4×104kg。(2)起重机对碑石所做的功是W=Gh=mgh=8.4×104kg×10N/kg×2.5m=2.1×106J。(3)起重机对碑石做功的功率是P=Wt=2.1×10612.(3)秒表(4)nmgℎt(5)135解析(3)用秒表记录跳n次所用的时间t。(4)自己所受的重力是mg;每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,则跳n次所做的总功W总=nmgh,则平均功率P=Wt=nGℎ(5)由题意知,该同学的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N;跳一次所用时间t1=131min内所跳的次数n=60s13起跳的最大高度h=0.09m