2022年高中物理 功率教案1 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 功率教案1 新人教版必修1 （一）引入課題 （二）教學(xué)過(guò)程 1、功率 初中同學(xué)們學(xué)習(xí)過(guò)功率的有關(guān)知識(shí)，都知道功率是用來(lái)描述力做功快慢的物理量．我們一起討論一些問(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，在下列條件下，哪個(gè)力做功快？ A．W1＝W2，t1＞t2； B．W1＝W2，t1＜t2； C．W1＞W(wǎng)2，t1＝t2； D．W1＜W2，t1＝t2． 上述條件下，哪個(gè)力做功快的問(wèn)題學(xué)生都能作出判斷，其實(shí)都是根據(jù)W/t這一比值進(jìn)行分析判斷的．讓學(xué)生把這個(gè)意思說(shuō)出來(lái)，然后總結(jié)并板書(shū)如下： 功率是描述做功快慢

2、的物理量． 功和完成這些功所用的時(shí)間之比，叫做功率．如果用W表示功，t表示完成這些功所用的時(shí)間，P表示功率，則： P=W/t 明確告訴學(xué)生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．最后分析并說(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，使學(xué)生理解，雖然研究的是不同性質(zhì)的問(wèn)題，但是研究方法是相同的(同時(shí)也為后面講瞬時(shí)功率做了些準(zhǔn)備)．然后提出問(wèn)題，與學(xué)生一起討論功率的物理意義． 上一節(jié)我們講了功的概念、功的公式之后，經(jīng)過(guò)分析和討論，對(duì)功的物理意義已有所了

3、解．誰(shuí)能復(fù)述一下？ 在學(xué)生說(shuō)出做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程之后，立即啟發(fā)：那么做功快慢恰能表明能量轉(zhuǎn)化的快慢嗎？因此，應(yīng)該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(shū)． 2、平均功率與瞬時(shí)功率 舉例：一個(gè)質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方20m高處開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，第1s時(shí)間內(nèi)下落的位移是多少？(與學(xué)生一塊算出是5m，g取10m/s2)這1s內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？(與學(xué)生一起算出W1＝50J)第2s時(shí)間內(nèi)物體下落的位移是多少？(15m)這1s內(nèi)重力對(duì)物體做多少功？(W2＝150J)前1s和后1s重力對(duì)物體做功的功率各是多大？(P1＝50W，P2＝150W)這2s時(shí)間

4、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P＝W/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(shū)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)功率如何計(jì)算的問(wèn)題后，作如下推導(dǎo)： 一段較短時(shí)間內(nèi)的平均功率可以寫(xiě)成如下公式： P＝W/t=W = F·s/ t， 而s/t=v 所以：P= F·v 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

5、以這時(shí)P就表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率． 因此 P＝F·v 就是瞬時(shí)功率計(jì)算公式 討論： ①如果作用于物體上的力F為恒力，且物體以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，則力對(duì)物體做功的功率保持不變．此情況下，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． ②很多動(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(如汽車(chē))，根P＝Fv可知： 當(dāng)路面阻力較小時(shí)，牽引力F也小，v可以大，即汽車(chē)可以跑得快些； 當(dāng)路面阻力較大，或爬坡時(shí)，需要比較大的牽引力，v必須小．這就是爬坡時(shí)汽車(chē)換低速擋的道理． ③如果動(dòng)力機(jī)器原來(lái)在遠(yuǎn)小于額定功率的條件下工作，例如汽車(chē)剛剛起動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi)，速度逐

6、漸增大過(guò)程中，牽引力仍可增大，即F和v可以同時(shí)增大，但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度，即當(dāng)Fv=P額．以后，這種情況不可能實(shí)現(xiàn)． 應(yīng)用公式P＝Fv計(jì)算m＝1kg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v1＝10m/s按公式求得P1＝100J；由v2＝20m/s按公式求得P2＝200J． 根據(jù)上述結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考瞬時(shí)功率的物理意義．最后指出，此題中是重力對(duì)物體做功，使重力勢(shì)能逐漸向動(dòng)能轉(zhuǎn)化．隨著時(shí)間的延續(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m＝5kg，在F＝10N的水平拉力作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，位移為s＝3

7、6m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？(取g＝10m/s2) (1)設(shè)水平面光滑； (2)設(shè)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15． 解答過(guò)程可分為三個(gè)階段： ①讓學(xué)生計(jì)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)要素決定，與其它因素?zé)o關(guān)，因而兩種情況下力F做的功相同，均為W＝360J． ②由同學(xué)計(jì)算這兩次做功所用的時(shí)間．用牛頓第二定律求出： 分別求出t1＝6s，t2＝12s． ③用功率的定義式即平均功率的計(jì)算公式求得P1＝60W，P2＝30W． 如果有的同學(xué)用公式vt2=2αs分別求出每次的末速度，再用公式： 例2、

8、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v＝2m/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，讓學(xué)生掌握功率的計(jì)算公式P＝Fvcosα，并提醒學(xué)生，不要認(rèn)為F與v總是在同一直線上；并且知道，在功率已知的條件下，可以用W＝P·t計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)力所做的功．第(1)問(wèn)的結(jié)果為P＝160W；第(2)問(wèn)的結(jié)果為W＝1600J． 例3、課本p．139上的例題，注意區(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P＝W/t和瞬時(shí)功率的公式P＝F·v． 2、公式P＝W/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)計(jì)算平均功率．公式P＝Fv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)，也可計(jì)算平均功率．當(dāng)然要注意所對(duì)應(yīng)的時(shí)間段． 說(shuō)明：