1.2 功率 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

§1.2 　功率 一、教学目标与核心素养： 1、物理观念 ①理解功率概念及额定功率和实际功率的定义； ②会利用，P=Fv进行相关的计算。 2、科学思维 从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。 3、科学探究 通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义。 4、科学态度与责任 ①通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯； ②通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。 二、教学重点 理解功率的概念、意义及计算公式和P=Fv的准确掌握。 三、教学难点 汽车实际运动过程中涉及功率的相关问题分析及对瞬时功率和平均功率的理解和计算。 四、教学方法： 　　讨论、合作探究 五、课时安排： 　　二课时 六、教学仪器： 　　多媒体课件 七、教学环节： （一）引入新课： 不论是人力直接做功，还是使用牛、马等畜力做功，或者是利用机械来做功，人们不仅关注做功的多少，还十分关注做功的快慢。 下面是三台起重机在工作时的有关记录，请填写完整。 编号 重物重力 上升高度 所用时间 做功 A 4000N 16m 4S B 8000N 12m 4S C 32000N 2m 1S 思考：如何比较A、B、C做功的快慢？ （单位时间内做的功反映物体做功的快慢程度。）引出功率的概念 （二）新课教学： 一、功率的含义 1、定义：力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率。 2、公式： （“比值定义法”） 思考：还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的？ 3、单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s 技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW＝1000W。 4、物理意义：反映力对物体做功的快慢。即表示能量转化的快慢的物理量。 5、功率是标量 小资料：列举几个力的功率，让学生有个直观的了解。 ①长时间运动时人的功率为数10W，优秀运动员可达1kW。 ②长时间运动马的功率为数百。 ③鲸游动时功率可达350kW。 ④小汽车的功率为数十千瓦至两百千瓦。 ⑤高速列车的功率可达数万kW。 ⑥万吨豪华游轮的功率可达1万kW以上。 练一练： 1.关于功率，下列说法中正确的是（　B ） A. 功率是表示力做功多少的物理量 B. 功率是表示力做功快慢的物理量 C. 做功时间越长，功率一定越小 D. 力做功越多，功率一定越大 2. 某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则( B ) A. W1=W2，P1=P2 B. W1=W2，P1＞P2 C. W1＞W2，P1＞P2 D. W1＞W2，P1=P2 二、常见机械的功率 1、额定功率：机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 （展示洗衣机铭牌，引导学生关注生活中的物理现象） 2、实际功率：是指机器工作中实际输出的功率（机器不一定在额定功率下工作）。 注意：实际功率总小于或等于额定功率。 说明：在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。 例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 三、功率与力、速度之间的关系 思考与推测：当我们用恒力F推动书本，让书本在水平桌面上以速度v做匀速直线运动时，力F对书本做功的功率是多少？ 由公式 、 得， 、， 整理可得： 结论：当力的方向与速度方向相同时 （1）当v为平均速度时，P为平均功率； （2）当v为瞬时速度时，P为瞬时功率 思考：当力的方向与速度方向有一定夹角时？ 方法一：分解速度 方法二：分解力 P＝F（vcosα） P＝（Fcosα）v 总结：当力与速度成一定夹角时，该力的功率为P＝Fvcosα （α是F与v的夹角） 思考：汽车准备上坡时，司机往往会增大油门，减慢速度（降低挡位），这是为什么？ 根据P＝Fvcosα 分析： （1）当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力； （2）当汽车速度一定时，可通过加大油门，提高发动机的输出功率，来增大牵引力。 四、平均功率、瞬时功率 1、平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 （比较常用） （v是平均速度） 2、瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 （v是瞬时速度）（比较常用） 练一练： 1、汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是（ C ） A．减小速度，得到较小的牵引力 B．增大速度，得到较小的牵引力 C．减小速度，得到较大的牵引力 D．增大速度，得到较小的牵引力 2、一物体自某一高度处做自由落体运动，经5s落地，其质量为m=2kg，求： （1）在5s内重力的平均功率为多大？ P=500W （2）在4s末，重力的瞬时功率为多少？ P=800W 五、机车的两种启动方式 汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。 P为发动机的实际功率；F为发动机的牵引力；v为机车的瞬时速度 方式一：以恒定功率启动 汽车先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做匀速直线运动。 方式二：以恒定加速度启动 汽车先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。 总结：这两种方式的共同点：当F牵=f阻，汽车做匀速直线运动时，汽车有最大速度。 练一练： 1、按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则( CD ) A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大 B．汽车可以做匀加速运动 C．汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D．汽车达到最大速度时，所受合力为零 2、设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，如飞机以速度v匀速飞行时，其发动机功率为P，则飞机以2v速度匀速飞行时，其发动机功率为（ C ） A．2P B．4P C．8P D．无法确定 3、下列关于汽车运动的论述，不正确的是( A ) A．汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大 B．汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大；加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大 C．汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率 D．汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度 （三）课堂小结： 　 通过本节课的学习，我们知道了以下几个问题： 1、功率是表示物体做功快慢的物理量。 2、功率的单位有W、kW，。 3、功率的求解公式有，。 4、要会用分析汽车的两种启动过程。 （四）课堂练习： 1、汽车质量为5×103kg，额定功率为30kW。汽车在水平路上行驶时所受阻力恒为2000N， (1) 则最大车速为多少? 15m/s (2)汽车在水平路上用l0m／s的速度匀速行驶，汽车的实际功率多大? 20kW 2、汽车发动机的额定功率为60KW，质量5000 kg，当汽车在水平路面上行驶时，遇到的阻力是车重的 0.1倍，若汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 6s 3、一辆总质量为15t的卡车，其额定功率是180kW，假定它在平直的公路上运行时受到的阻力是卡车总重的0.03倍，试求： (1)卡车以1.5m/s2的加速度由静止开始匀加速运动所经历的时间是多少？ 4.4s (2)分析卡车的运动情况并求出卡车运动的最大速度是多大？ 40m/s （五）课外作业： 　　P15　2、3、4 （六）板书设计： 　　　　　　　　　　§1.3　功率 一、功率的含义 1、物理意义：表示做功快慢的物理量。 2、定义：功跟完成这些功所用时间的比值。 3、定义式：　——求平均功率 　　　　　　　　　　　 　v是平均速度，P是平均功率 　　　　　 　　　　　　　　　　　 　v是瞬时速度，P是瞬时功率 4、单位：瓦特（W） 二、功率与力、速度的关系 1、推导 2、功率的应用和计算 　①几个基本概念 　　　　　　　　 　F一定时，P∝v 　②　v一定时，P∝F 　　　　　　　　 　P一定时，F∝ 3、汽车在平直公路上的两种启动过程 　①以恒定的功率起动 　②车以恒定的加速度a 起动 八、课堂教学反思： 功率－1 学科网（北京）股份有限公司 $$