第二节 功率（教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

10.2 功率（教学设计） 【学业要求】 物理观念 1.知道功率，能用生活实例说明功率的含义。 2.能写出功率的定义式，并能进行简单计算。 科学思维 类比速度的概念，推理得出功率的计算公式。 科学探究 通过做功的实例分析，了解做功的快慢可以用功率表示。 科学态度与责任 具有求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应 用于日常生活、社会实践的意识。 【重点难点】 学习重点：功率的概念、意义及计算。 学习难点：功率的概念、意义。 【器材准备】 和《功率》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 建筑工地上要挖同样多的土方，如果用人力挖，需要几天时间，而用挖掘机挖，只用几个小时就可以了（图 10-2-1）。这个例子说明，做功有快慢之分。怎样表示做功的快慢呢？ 无论是人做功，还是利用机械做功，都存在快慢问题。 通过本节学习，你便能找出答案 二、合作探究： 探究一、做功的快慢 思考与讨论： 知识回顾：我们是如何比较运动快慢的呢？ 相同时间比路程（a）；相同路程比时间（b）; 如果路程和时间都不相同呢？ 比单位时间内通过的路程。 逐类旁通：那我们又该如何比较做功的快慢呢？ （1）相同时间比做功：相同时间内，谁做的功多，谁做功就快。 （2）做相同功比时间：做一样多的功，谁花的时间少，谁做功就快。 拓展延伸： 如果做功不同，时间也不同，该如何比较做功的快慢？ 例如：甲、乙、丙三位同学分别搬书本到二楼，各自做功如下表： 比单位时间内做功的多少。 可见，要比较物体做功的快慢，必须考虑两个因素：其一是物体做了多少功；其二是物体做功所用的时间。 1.功率的概念： 物理学中，把功与做功所用的时间之比叫做功率，用字母P表示。 2.功率的物理意义： 功率表示做功的快慢，它在数值上等于力（或物体）在单位时间内所做的功。 3.功率的公式： 功率=功/时间 P=W/t 4.功率的单位： 瓦特，简称瓦，用符号W。 功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成，即焦/秒（J/s） （1 W = 1 J/s），表示1S内做功1J。 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW） 1 kW = 1 03 W；1 MW = 1 06 W。 5.生产生活中的常见功率值： 物体做功的功率相差很大。例如，电动自行车的功率为几百瓦；小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦；某些重工机械的功率可远超数百千瓦甚至超过百万千瓦。功率是衡量机械工作性能的重要参数之一，它与生产生活息息相关。 探究二、功率的计算 1.案例与问题： 如图10- 2- 4 所 示， 大石头的质量为 6 t，起重机在 15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？ g 取 10 N/kg。 分析：被先由 W= Fs 计算出起重机对大石头做的功，再由P=W/t计算出起重机提升大石头的功率。 解答：起重机沿竖直方向匀速提起大石头，其拉力与大石头所受重力大小相等， 即:F = G = mg = 6×10 3 kg×10 N/kg = 6×104 N 大石头在拉力方向上移动的距离:s = 1 m 拉力所做的功:W = Fs = 6×104 N×1 m = 6×104 J 所以，起重机提升大石头的功率P= W/t=6×104 J/15 s = 4×103W。 反思：要注意区分功和功率。功表示做功的多少，而功率表示做功的快慢。 2. 拓展延伸：对于做匀速直线运动的物体 因为P=W/t，W=FS，V=S/t；所以P=FV。 例题：一个物块在大小为 20N 的水平推力 F 的作用下，以 0.5m/s 的速度向前匀速滑行了 10m 的距离，求这个推力的功率？ 解：因为物块做匀速直线运动 所以P=FV=20N×0.5m/S=10W 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：6分钟；分值：100分） 1．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平（如下图所示）。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW，该功率值的物理意义是 。 2．功率是表示物体做功 的物理量，功率 的物体做功快（选填“大”或“小”）。甲乙两个同学体重相同，他们进行登楼比赛，甲跑上五楼用28s，乙跑上五楼用了24s，则 同学的功率较大。 3．工人用120N的水平推力推着质量为150kg的物体，在水平地面以0.5m/s的速度匀速直线移动10m。这个过程中，推力做的功是 J，推力做功的功率是 W。 4．健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析，主要是改变了人的（　　） A．消耗能量多少 B．做功多少 C．做功时间 D．做功快慢 5．如图所示为我国登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 6．引体向上是体育课健身项目之一，小明在30s内完成9个标准的引体向上，他引体向上的功率约为（　　） A．6W B．60W C．600W D．6000W 7．如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为 W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1<W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P2 8．小红同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，她正在进行跳绳运动。小红的质量为50kg，她1min跳了168次，跳起一次的平均高度为5cm，求： (1)小红跳起一次克服重力所做的功； (2)1min内小红跳绳的功率。 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 10.2 功率（教学设计） 【学业要求】 物理观念 1.知道功率，能用生活实例说明功率的含义。 2.能写出功率的定义式，并能进行简单计算。 科学思维 类比速度的概念，推理得出功率的计算公式。 科学探究 通过做功的实例分析，了解做功的快慢可以用功率表示。 科学态度与责任 具有求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应 用于日常生活、社会实践的意识。 【重点难点】 学习重点：功率的概念、意义及计算。 学习难点：功率的概念、意义。 【器材准备】 和《功率》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 建筑工地上要挖同样多的土方，如果用人力挖，需要几天时间，而用挖掘机挖，只用几个小时就可以了（图 10-2-1）。这个例子说明，做功有快慢之分。怎样表示做功的快慢呢？ 无论是人做功，还是利用机械做功，都存在快慢问题。 通过本节学习，你便能找出答案 二、合作探究： 探究一、做功的快慢 思考与讨论： 知识回顾：我们是如何比较运动快慢的呢？ 相同时间比路程（a）；相同路程比时间（b）; 如果路程和时间都不相同呢？ 比单位时间内通过的路程。 逐类旁通：那我们又该如何比较做功的快慢呢？ （1）相同时间比做功：相同时间内，谁做的功多，谁做功就快。 （2）做相同功比时间：做一样多的功，谁花的时间少，谁做功就快。 拓展延伸： 如果做功不同，时间也不同，该如何比较做功的快慢？ 例如：甲、乙、丙三位同学分别搬书本到二楼，各自做功如下表： 比单位时间内做功的多少。 可见，要比较物体做功的快慢，必须考虑两个因素：其一是物体做了多少功；其二是物体做功所用的时间。 1.功率的概念： 物理学中，把功与做功所用的时间之比叫做功率，用字母P表示。 2.功率的物理意义： 功率表示做功的快慢，它在数值上等于力（或物体）在单位时间内所做的功。 3.功率的公式： 功率=功/时间 P=W/t 4.功率的单位： 瓦特，简称瓦，用符号W。 功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成，即焦/秒（J/s） （1 W = 1 J/s），表示1S内做功1J。 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW） 1 kW = 1 03 W；1 MW = 1 06 W。 5.生产生活中的常见功率值： 物体做功的功率相差很大。例如，电动自行车的功率为几百瓦；小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦；某些重工机械的功率可远超数百千瓦甚至超过百万千瓦。功率是衡量机械工作性能的重要参数之一，它与生产生活息息相关。 探究二、功率的计算 1.案例与问题： 如图10- 2- 4 所 示， 大石头的质量为 6 t，起重机在 15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升了 1 m，起重机提升大石头的功率是多少？ g 取 10 N/kg。 分析：被先由 W= Fs 计算出起重机对大石头做的功，再由P=W/t计算出起重机提升大石头的功率。 解答：起重机沿竖直方向匀速提起大石头，其拉力与大石头所受重力大小相等， 即:F = G = mg = 6×10 3 kg×10 N/kg = 6×104 N 大石头在拉力方向上移动的距离:s = 1 m 拉力所做的功:W = Fs = 6×104 N×1 m = 6×104 J 所以，起重机提升大石头的功率P= W/t=6×104 J/15 s = 4×103W。 反思：要注意区分功和功率。功表示做功的多少，而功率表示做功的快慢。 2. 拓展延伸：对于做匀速直线运动的物体 因为P=W/t，W=FS，V=S/t；所以P=FV。 例题：一个物块在大小为 20N 的水平推力 F 的作用下，以 0.5m/s 的速度向前匀速滑行了 10m 的距离，求这个推力的功率？ 解：因为物块做匀速直线运动 所以P=FV=20N×0.5m/S=10W 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：6分钟；分值：100分） 1．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平（如下图所示）。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW，该功率值的物理意义是 。 【答案】见详解 【详解】“天鲲号”的功率为 功率是表示做功快慢的物理量，“天鲲号”的功率是1×104kW，表示的物理意义是，“天鲲号”每秒做功为。 2．功率是表示物体做功 的物理量，功率 的物体做功快（选填“大”或“小”）。甲乙两个同学体重相同，他们进行登楼比赛，甲跑上五楼用28s，乙跑上五楼用了24s，则 同学的功率较大。 【答案】 快慢 大 乙 【详解】[1][2]根据功率的定义可知，功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的物体做功快。 [3]已知甲乙两个同学体重相同，都跑到五楼，则所做功相同，甲跑上五楼用28s，乙跑上五楼用了24s，根据可知，用时短的功率大，所以乙同学的功率较大。 3．工人用120N的水平推力推着质量为150kg的物体，在水平地面以0.5m/s的速度匀速直线移动10m。这个过程中，推力做的功是 J，推力做功的功率是 W。 【答案】 1200 60 【详解】[1]水平推力为120N，物体在水平地面运动的距离为10m，推力做的功是 [2]推力做功的功率是 4．健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析，主要是改变了人的（　　） A．消耗能量多少 B．做功多少 C．做功时间 D．做功快慢 【答案】D 【详解】健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析，主要是改变了人的做功快慢，物理上用功率来表示物体做功的快慢，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．如图所示为我国登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 【答案】A 【详解】A．登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程中，上升的高度相同，根据可知体重（含装备）越大的队员克服重力做的功一定越多，故A符合题意； BCD．功率表示做功快慢，由于不知道每位队员的登顶时间，无法利用比较功率，故BCD不符合题意。 故选A。 6．引体向上是体育课健身项目之一，小明在30s内完成9个标准的引体向上，他引体向上的功率约为（　　） A．6W B．60W C．600W D．6000W 【答案】B 【详解】中学生的质量约50kg，小明的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 完成一个引体向上，向上运动约0.5m，则克服重力做的功 W=Gh=500N×0.5m=250J 由题意可知，30s内做的总功 W总=9W=9×250J=2250J 则30s内克服重力做功的功率 接近60W，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为 W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1<W2，P1>P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P2 【答案】C 【详解】从最高点下摆到最低点的过程中，小华和小红的重力做功分别为 W1=G1h W2=G2h 因为h相同，且G1>G2，则W1>W2；根据知，小华和小红的重力做功的功率分别为 因为t相同，W1>W2，所以P1>P2；故C正确，ABD错误。 故选C。 8．小红同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，她正在进行跳绳运动。小红的质量为50kg，她1min跳了168次，跳起一次的平均高度为5cm，求： (1)小红跳起一次克服重力所做的功； (2)1min内小红跳绳的功率。 【答案】(1) (2)70W 【详解】（1）小红跳起一次克服重力所做的功为 （2）1min内小红跳绳做功为 则1min内小红跳绳的功率为 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$