《2022年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第三節(jié) 功率教案 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第三節(jié) 功率教案 新人教版必修2（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第三節(jié) 功率教案 新人教版必修2課 時(shí)：二課時(shí) 教 師： 教學(xué)重點(diǎn)理解功率的概念教學(xué)難點(diǎn)理解功率與力、速度的關(guān)系，瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算三維目標(biāo)知識(shí)與技能1理解功率的概念2知道功率的定義和定義式P，能夠用公式P解答有關(guān)的問題3知道公式PFv的物理意義，能夠用公式PFv解答有關(guān)的問題4區(qū)別理解額定功率、實(shí)際功率和最大功率過程與方法1通過實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形成過程及功率的實(shí)際意義，理解功率概念2從功率概念的定義，體會(huì)用比值方法建立物理概念的方法3理解功率與力和速度的關(guān)系會(huì)利用功率的兩個(gè)公式來解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算情感、態(tài)度與價(jià)值觀1通過功率概念建立的探究過

2、程，培養(yǎng)學(xué)生敢于發(fā)表自己觀點(diǎn)，堅(jiān)持原則，善于合作的良好習(xí)慣2通過對(duì)生活中機(jī)械的實(shí)際功率、額定功率的觀察和測(cè)量，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的思想導(dǎo)入新課回憶日常生活中人們勞動(dòng)時(shí)的情景，并分組讓學(xué)生舉例，討論分析人和機(jī)械做功有什么區(qū)別? 教師歸納1挖土機(jī)與人，要完成相同的挖土任務(wù)，人花的時(shí)間要長得多2建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機(jī)和搬運(yùn)工相比，起重機(jī)要比工人快得多3從水井里提水，使用抽水機(jī)比人工要快得多4家住在高樓(如9層)，乘電梯比走路要快得多5拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多，等等列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使學(xué)生體會(huì)功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)

3、容功率一、功率思考，討論:1、不同機(jī)械做相同的功，所用時(shí)間是否相同呢？哪一個(gè)做功更快呢？用什么樣的物理量來表示做功的快慢？它是如何定義的？2、功率的單位是什么？除了這個(gè)單位之外，你還知道哪些是功率的單位？功率是矢量還是標(biāo)量？ 3、在作用力方向和位移方向相同的情況下，如何用力和速度來表示功率？試推導(dǎo)其公式。 4、拓展：當(dāng)力F和位移s之間有一夾角時(shí)，如何表示功率？試推導(dǎo)其公式。 5、什么是瞬時(shí)功率和平均功率？公式P =FV 表示的是平均功率還是瞬時(shí)功率？為什么？如果要用它來表示瞬時(shí)功率，F(xiàn) 和V 需要滿足什么條件？ 板書：一、功率（1）定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率.（2）定義式是P=

4、（3）單位：瓦（W） 1瓦=1焦/秒 1W=1J/s 常用單位：千瓦(KW) 換算關(guān)系:1KW=1000W（4）物理意義：功率是表示做功快慢的物理量1一臺(tái)機(jī)器用2分鐘時(shí)間做了6104 J的功，這臺(tái)機(jī)器的功率是多少？2關(guān)于功率，下列說法中正確的是()A功率是說明做功多少的物理量 B功率是說明做功快慢的物理量C做功時(shí)間越長，功率一定小 D力做功越多，功率一定大參考答案：1.500 W2.B關(guān)于定義式：P=a.它是普遍適用的，不論恒力做功還是變力做功，它都適用.b.它表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，只有當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才等于瞬時(shí)功率.c.因?yàn)楣有正負(fù)之分，所以功率也有正負(fù)之分，功率的正負(fù)并不表示功率的大

5、小.d.應(yīng)注意：P、W、t的同一性.關(guān)于推廣式：P=FVcosa.如果求平均功率時(shí)，式中v要用平均速度；求瞬時(shí)功率時(shí)，式中的v要用瞬時(shí)速率，必須注意F、與P的同時(shí)性.b.當(dāng)F為合外力時(shí)，P為合外力做功的功率；當(dāng)F為某一外力時(shí)，P為該力做功的功率.c.在汽車等交通工具一類問題中，式中P為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，F(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力，v為汽車的瞬時(shí)速度.6、討論：P、F、V的關(guān)系關(guān)于公式P=FV當(dāng)功率P一定時(shí)，牽引力F和v之間有什么關(guān)系？當(dāng)速度v一定時(shí)，牽引力F和功率P之間關(guān)系如何？當(dāng)牽引力F一定時(shí)，功率P和速度v之間有什么關(guān)系？P一定時(shí)，力F與速度v成反比v一定時(shí)，力F與功率P成正比F一定時(shí)，功率P與速

6、度v成正比程序二用多媒體展示下列關(guān)系：據(jù)P=FV可得 7、在交通工具的功率一定的情況下，要獲得更大牽引力應(yīng)該如何控制速度？從控制變量角度看，用起重機(jī)吊裝同樣的工件，大型機(jī)（功率大的）和小型機(jī)，哪一個(gè)快？汽車上坡的時(shí)候要保持車速，應(yīng)該換檔還是應(yīng)該“加油”（專業(yè)用語，“增大油門” 的意思）？為什么？開拓視野：認(rèn)識(shí)一些常見機(jī)械做功功率汽車發(fā)動(dòng)機(jī)：510415104 W摩托車約2103 W噴氣客機(jī)約2108 W火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約11013W人的平均功率約1102 W，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1 000 W人心臟跳動(dòng)的功率1.5 W左右萬噸巨輪106 W以上藍(lán)鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350 kW等等二、額定功率

7、與實(shí)際功率問題1：人用力直接做功能否像汽車做功那樣快呢？汽車做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢？人如果做功過快，會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？問題2：長跑運(yùn)動(dòng)員能否用100米短跑的速度來完成5 000米的賽跑路程呢？為什么？提示：1.人做功過快，會(huì)引起疲勞，甚至受傷、生病等，汽車超負(fù)荷工作會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀問題3： 什么叫額定功率？什么叫實(shí)際功率？ 2奧運(yùn)比賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)極限的比賽，人與機(jī)器一樣，不能長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，短跑運(yùn)動(dòng)員在100米賽跑中，時(shí)間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的輸出功率是正常運(yùn)動(dòng)時(shí)的數(shù)十倍在5 000米的長跑運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員不可能長時(shí)間超負(fù)

8、荷運(yùn)動(dòng)，因此長跑運(yùn)動(dòng)員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度總結(jié)： 1、額定功率：指機(jī)械在長時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率，也是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值，額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo)，一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的。 2、實(shí)際功率：機(jī)械在運(yùn)行過程中的功率是實(shí)際輸出的功率。實(shí)際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率(稱滿負(fù)荷運(yùn)行)，但不能大于額定功率，否則會(huì)損壞機(jī)械。 課外作業(yè)：很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺(tái)機(jī)器的額定功率，請(qǐng)同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來，并計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功？要消耗多少電能？哪一部機(jī)器最耗電？并與同桌進(jìn)行交流例1：某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，在水

9、平路面上行駛時(shí)受到的是1800N，求發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下汽車勻速行駛時(shí)的速度。在同樣的阻力下，如果汽車勻速行駛時(shí)的速度只有54km/s，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是多少？ 例2 如圖所示，位于水平面上的物體A的質(zhì)量m5 kg，在F10 N的水平拉力作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，位移為s36 m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g10 m/s2)(1)水平面光滑；(2)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15.解析：方法一：可分為三個(gè)階段：第一步讓學(xué)生計(jì)算力F在36 m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，與其他因素?zé)o關(guān)，因而兩種情況下力F做的功相同，均為W360

10、 J；第二步由同學(xué)計(jì)算這兩次做功所用的時(shí)間用牛頓第二定律求出a12 m/s2，a20.5 m/s2；用sat2分別求出t16 s，t212 s.第三步用功率的定義式即平均功率的計(jì)算公式求得P160 W，P230 W.方法二：用公式v2as分別求出每次的末速度，再用公式vt/2求出每次的平均速度1和2，最后用P1F1和P2F2求最后結(jié)果，這是解決問題的另一思路答案：(1)60 W(2)30 W質(zhì)量m3 kg的物體，在水平力F6 N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3 s，求：(1)力F在t3 s內(nèi)對(duì)物體所做的功；(2)力F在t3 s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率；(3)在3 s末力F

11、對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率解析：物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可求出加速度aF/m2 m/s2則物體在3 s末的速度vat6 m/s.物體在3 s內(nèi)的位移sat2232 m9 m(1)力F做的功WFs54 J(2)力F在3 s內(nèi)的平均功率P18 W(3)3 s末力F的瞬時(shí)功率PFv36 W.答案：(1)54 J(2)18 W(3)36 W課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)主要內(nèi)容1功率是表示物體做功快慢的物理量2功率的單位有W、kW,1 kW1 000 W.3功率的求解公式有：PW/t、PFv其中PW/t和PFv可用來求解平均功率，而PFv也可用來求解瞬時(shí)

12、功率4要會(huì)用PFv分析汽車的兩種啟動(dòng)過程布置作業(yè)1教材“問題與練習(xí)”第1、2題2認(rèn)真觀察身邊的電器上的銘牌，記錄電器銘牌所標(biāo)的額定功率，并與同學(xué)交流3功率一、功率1定義：功和完成這些功所用時(shí)間的比值2表達(dá)式：P，變形式：PFv.3單位：W、kW.二、額定功率與實(shí)際功率1額定功率：正常條件下可以長時(shí)間工作的功率2實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際輸出的功率三、功率與速度的關(guān)系PFv.關(guān)于汽車的行駛問題 (一)理論探索1汽車在水平路面上以恒定功率(P額)啟動(dòng)：設(shè)P12 Wf2 Nm2 kg既然是小車啟動(dòng)，汽車速度應(yīng)從零開始增大，在下表中再設(shè)定幾個(gè)汽車的速度數(shù)值，讓學(xué)生按照題意填寫各個(gè)速度數(shù)值所對(duì)應(yīng)的功率、力、加速

13、度數(shù)值大小.v/(ms1)P/WF/Na/(ms2)1256由公式PFv、Ffma，學(xué)生憑自己的能力應(yīng)該能夠很快填好表格.v/(ms1)P/WF/Na/(ms2)112125212625122.40.261220根據(jù)表格中數(shù)據(jù)的分析，請(qǐng)學(xué)生自己小結(jié)表格中數(shù)據(jù)所蘊(yùn)涵的物理意義此時(shí)學(xué)生思維活躍，各抒己見，最后學(xué)生通過自己的探討得出如下幾點(diǎn)規(guī)律：(1)汽車以恒定功率(P額)啟動(dòng)，牽引力功率始終保持不變(2)汽車速度不斷增大時(shí)牽引力不斷減小(3)汽車速度不斷增大時(shí)加速度不斷減小(4)當(dāng)牽引力減小到跟摩擦力相等時(shí)加速度為零，即汽車不再加速，此時(shí)速度達(dá)到最大值(5)P額Fvfvmax，vmaxP額/f，即

14、汽車速度最大值由汽車的恒定功率和水平路面摩擦力共同決定(6)汽車先做加速度變小的變加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)接著請(qǐng)學(xué)生根據(jù)剛才小結(jié)出的幾點(diǎn)規(guī)律定性地作出速度時(shí)間圖象（1）汽車以恒定功率啟動(dòng)后先做變加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，變化情況如下：速度v此時(shí)v達(dá)到最大速度vm，此后保持vm做勻速直線運(yùn)動(dòng).練習(xí)1：某排氣量為2.0L的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW，汽車的質(zhì)量為2000kg，它在高速公路上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為車重的0.08倍，設(shè)汽車以額定功率運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2。求：（1）汽車速度為10m/s時(shí)的加速度是多大？（2）汽車的加速度為2m/s2的速度為多大？（3）汽車所能達(dá)到的最大速度是多

15、大？2汽車在水平路面上以恒定加速度啟動(dòng)：設(shè)定P額12 Wf2 Nm2 kga2 m/s2再設(shè)定幾個(gè)汽車的速度數(shù)值，讓學(xué)生按照題意填寫各個(gè)速度數(shù)值所對(duì)應(yīng)的功率、力、加速度數(shù)值大小.v/(ms1)F/NP/Wa/(ms2)11.5236由公式Ffma、PFv，學(xué)生憑自己的能力應(yīng)該能夠很快填好表格但學(xué)生填寫的表格可能有分歧，見表1和表2.v/(ms1)F/NP/Wa/(ms2)16621.5692261223618266362表1v/(ms1)F/NP/Wa/(ms2)16621.5692261223412162120表2此時(shí)可提醒學(xué)生注意額定功率，絕大多數(shù)學(xué)生都能理解表2才是正確的，符合實(shí)際情況的

16、接著請(qǐng)學(xué)生自己根據(jù)表2中數(shù)據(jù)的分析，小結(jié)表2中數(shù)據(jù)所蘊(yùn)涵的物理意義經(jīng)過幾番爭(zhēng)論，最后學(xué)生通過自己的探討得出如下幾點(diǎn)規(guī)律：(1)汽車以恒定加速度啟動(dòng)，牽引力保持不變，汽車速度不斷增大，牽引力功率隨之增大(2)當(dāng)汽車牽引力功率達(dá)到額定功率(P額)時(shí)，汽車速度達(dá)到恒定加速度階段的最大速度，但不是汽車整個(gè)加速過程的最大速度(3)汽車牽引力功率將保持額定功率不變，進(jìn)入額定功率加速階段：當(dāng)汽車加速過程中牽引力功率達(dá)到額定功率(P額)時(shí)，牽引力功率不再增大，將保持額定功率不變繼續(xù)加速汽車速度不斷增大時(shí)牽引力不斷減小汽車速度不斷增大時(shí)加速度不斷減小當(dāng)牽引力減小到跟摩擦阻力相等時(shí)加速度為零，即汽車不再加速，此時(shí)

17、速度達(dá)到整個(gè)加速過程的最大值(4)汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度變小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)接著請(qǐng)學(xué)生根據(jù)剛才小結(jié)出的幾點(diǎn)規(guī)律定性地作出速度時(shí)間圖象（1）當(dāng)汽車以恒定加速度啟動(dòng)后，過程變化情況如下：a恒定F牽 恒定v將繼續(xù)增大a此時(shí)v達(dá)到最大速度vm以后汽車將保持以vm做勻速直線運(yùn)動(dòng).練習(xí)2：質(zhì)量是2000kg、額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為20m/s。若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，運(yùn)動(dòng)中的阻力不變。求：（1）汽車所受阻力的大小。（2）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（3）汽車勻加速時(shí)的末速度。（4） 3s末汽車的瞬時(shí)功率。（5）汽車在勻加

18、速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。 (二)練習(xí)鞏固1一輛汽車始終以額定功率行駛，下列說法正確的是()A汽車的速度越大，所需的牽引力越大 B汽車的速度與牽引力無關(guān)C因?yàn)楣β什蛔儯运俣群蜖恳Χ疾蛔僁速度最大時(shí)，牽引力一定最小2一艘輪船從港口出發(fā)，以恒定功率航行，若所遇到的阻力始終不變，則對(duì)輪船的運(yùn)動(dòng)過程，下列判斷正確的是()A始終做勻加速運(yùn)動(dòng) B先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)C先做勻速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng) D當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，航速最大3設(shè)汽車在啟動(dòng)初始階段為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并且所受阻力恒定不變，則在啟動(dòng)階段()A汽車的速度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 B汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力增大，功率增大C汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力不變，功率增大 D汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力不變，功率不變4M2 t的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為30 kW，在水平路面上行駛時(shí)，阻力為車重的0.1倍求：(1)汽車以額定功率啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度為多少？(2)當(dāng)汽車速度為10 m/s時(shí)，加速度為多大？5上題中，若汽車從靜止開始以0.5 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，則(1)啟動(dòng)后2 s末發(fā)動(dòng)機(jī)功率為多大？(2)此勻加速運(yùn)動(dòng)最多能維持多長時(shí)間？此后汽車的運(yùn)動(dòng)情況如何？參考答案：1.D2.D3.C4.(1)15 m/s(2)0.5 m/s25.(1)3 kW(2)20 s此后汽車做功率恒定，加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至加速度為0，速度達(dá)到最大