高一物理功率教案

1、高一物理功率教案 1 功率（一）引入課題第一以提問方式復習上一節(jié)所學習的主要內(nèi)容,重點是功的概念和功的物理意義然后提出力對物體做功的實際問題中,有做功快慢之分,物理學中又是如何來描述的？這節(jié)課我們就來爭論這個問題（二）教學過程 1 、功率中學同學們學習過功率的有關學問,都知道功率是用來描述力做功快慢的物理量我們一起爭論一些問題力 F1 對甲物體做功為W1,所用時間為t1 ；力 F2 對乙物體做功為 W2,所用時間為t2 ,在以下條件下, 哪個力做功快？AW1W2,t1 t2 ； B W1W2,t1 t2 ； C W1W2,t1 t2 ； D W1W2,t1 t2 上述條件下,哪個力做功快的問題

2、同學都能作出判定,其實 都是依據(jù) W/t 這一比值進行分析判定的讓同學把這個意思說出來,然后總結并板書如下：理量功率是描述做功快慢的物功和完成這些功所用的時間之比,叫做功率假如用 W表示功,t 表示完成這些功所用的時間,P 表示功率, 就： P=W/t 明確告知同學上式即為功率的定義式,然后說明 P 的單位,W用 J、t 用 s 作單位, P 的單位為 J/s ,稱為瓦特,符號為W最終分析并說明功率是標量接下來著重說明,功率的大小與單位時間內(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,使同學理解,雖然爭論的是不同性質(zhì)的問題,但是爭論方法是相同的 同時也為后面講瞬時功率做了些預

3、備 同學一起爭論功率的物理意義 然后提出問題,與上一節(jié)我們講了功的概念、功的公式之后, 經(jīng)過分析和爭論,對功的物理意義已有所明白誰能復述一下？在同學說出做功過程是能量轉化過程之后,立刻啟示：那么做功快慢恰能說明能量轉化的快慢嗎？因此,應當將功率理解為是描述做功過程中能量轉化快慢的物理量,并將這一認識進行板書 2、平均功率與瞬時功率20m高處開頭舉例：一個質(zhì)量是1.0kg 的物體,從地面上方做自由落體運動,第 1s 時間內(nèi)下落的位移是多少？與同學一塊算出是 5m,g 取 10m/s2 這 1s 內(nèi)重力對物體做多少功？ 與同學一起算出 W150J 第 2s 時間內(nèi)物體下落的位移是多少？ 15m 這

4、 1s 內(nèi)重力對物體做多少功？和后 1s 重力對物體做功的功率各是多大？W2150J 前 1s P150W,P2150W這 2s 時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？P 100W 指出即使是同一個力對物體做功,在不同時間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的因而, 用 PW/t 求得的功率只能反映 t時間內(nèi)做功的快慢,只具有平均的意義板書如下： 1 平均功率： P=W/t 2 瞬時功率為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢,引入了瞬時功率的概念,即瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量提出瞬時功率如何運算的問題后,作如下推導： P一段較短時間內(nèi)的平均功率可以寫成如下公式：W/t=W = Fs/ t, 而

5、s/t=v 所以： P= Fv 當 t 值足夠小時, v 就表示某一時刻的瞬時速度,所以這時P 就表示該時刻的瞬時功率率運算公式 爭論：因此 P F v 就是瞬時功假如作用于物體上的力F 為恒力,且物體以速度v 勻速運動,就力對物體做功的功率保持不變此情形下,任意一段時間內(nèi)的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的許多動力機器通常有一個額定功率,且通常使其在額定功率狀態(tài)工作 當路面阻力較小時,牽引力 跑得快些； 如汽車 ,依據(jù) PFv 可知：F 也小, v 可以大,即汽車可以當路面阻力較大,或爬坡時,需要比較大的牽引力,v 必需小這就是爬坡時汽車換低速擋的道理假如動力機器原先在遠小于額定功率的條

6、件下工作,例如汽車剛剛起動 后的一段時間內(nèi),速度逐步增大過程中,牽引力仍可增大,即 F 和 v 可以同時增大,但是這一情形應以二者乘積等于額定功率為限度,即當Fv=P 額以后,這種情形不行能實現(xiàn)應用公式 PFv 運算 m1kg 的物體做自由落體運動中下落1s 末和 2s 末的瞬時功率由 v110m/s 按公式求得 P1100J；由 v220m/s 按公式求得P2200J依據(jù)上述結果啟示同學摸索瞬時功率的物理意義最終指 出,此題中是重力對物體做功,使重力勢能逐步向動能轉化隨著時間的連續(xù),重力勢能向動能轉化加快 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 m5kg,在 F10

7、N的水平拉力作用下從靜止開頭向右運動,位移為 s36m時撤去拉力 F求：在下述兩種條件下,力 F 對物體做功的平均功率各是多大？1 設水平面光滑； 取 g10m/s2 2 設物體與水平面間的動摩擦因數(shù) 0.15 解答過程可分為三個階段：讓同學運算力 F 在 36m位移中所做的功,強調(diào)功只由 F 和s 這兩個要素打算,與其它因素無關,因而兩種情形下力 F做的功相同,均為 W360J由同學運算這兩次做功所用的時間用牛頓其次定律求出：分別求出 t1 6s,t2 12s用功率的定義式即平均功率的運算公式求得 P1 60W,P230W假如有的同學用公式vt2=2 s 分別求出每次的末速度,再用公式：和,

8、最終用求得最終結果也可以,并指出這是解決問題的一另一思路；求出每次的平均速度例 2、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 v2m/s 的速度向右做勻速直線運動已知 F 的大小為 100N,方向與速度v 的夾角為 37 ,求：1 拉力 F 對物體做功的功率是多大？ 2 物體向右運動10s 的過程中,拉力 F 對它做多少功？sin37 0.6 ,cos37 0.8 通過此例題的解答,讓同學把握功率的運算公式 P Fvcos ,并提示同學,不要認為F 與 v 總是在同始終線上；并且知道,在功率已知的條件下,可以用 WPt 運算一段時間內(nèi)力所做的功第 1 問的結果為

9、 P160W；第 2 問的結果為 W1600J例 3、課本 p139 上的例題,留意區(qū)分幾個概念 三 課堂小結1、我們講了功率概念之后,得到了兩個公式, 定義式 PW/t和瞬時功率的公式PFv2、公式 PW/t 中的 t 趨近于零時, P 即為瞬時功率不過此公式主要用來運算平均功率公式PFv 中,當 v 為瞬時速度時, P 即為瞬時功率；當 v 用平均速度時,也可運算平均功率當然要注意所對應的時間段說明：1、將功率懂得為表示能量轉化快慢的物理量具有普遍意義如一臺電動機的額定功率是10kW,說明它每秒鐘可以將10kJ 的電能轉化為機械能,不管它是否工作因而機器的功率實際上可以表示它進行能量轉化的

10、才能大小2 、力可以做負功,自然也有負功率同學不問到時可以不 講課本上也沒講重要的不是功率的正負問題,而是要結合實際問題說清晰能量轉化的方向和快慢例如,一物體沿粗糙水平面對前滑動,依據(jù)Pf v 可知其機械能向內(nèi)能轉化,轉化的快慢與速度 表達清晰了,沒有強調(diào)負功率的必要擴展資料 額定功率與實際功率v 成正比,這就額定功率是發(fā)動機正常工作時的最大功率,通常都在銘牌上 標明,機器工作時, 必需受額定功率的限制,這是基本原就,發(fā)動機實際的輸出功率（即實際功率）,可以小于額定功率,在某些情形下,實際功率也可以略大于額定功率,但不答應 長時間超過額定功率關于汽車啟動的運動過程分析1、下面我們來爭論汽車起動

11、的模型：其運動過程是：（1）以恒定功率起動,2、以恒定加速度起動,其運動過程是：機車啟動的兩種過程1 、以恒定的功率起動：機車以恒定的功率起動后,如運動過程中所受阻力 f 不變,由于牽引力,隨 v 增大, F 減小依據(jù)牛頓其次定律,是做加速度減小的加速運動直至,當速度v 增大時,加速度 a 減小,其運動情形時, a 減小至零,此后速度不再增大,速度達到最大值而做勻速運動,做勻速直線運動的速度是 程的簡潔方框圖這一過程的v-t關系如下列圖2 ,下面是這個動態(tài)過、車以恒定的加速度a 起動F 恒定,再由知,由 知,當加速度 a 不變時, 發(fā)動機牽引力F 肯定,發(fā)動機實際輸出功率P 隨 v 的增大而增

12、大,但當P增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動機保持額定功率不變,v 連續(xù)增大,牽引力F 減小,直至后勻速運動在P 增至時,車速達到最大值,此之前,車勻加速運動,其連續(xù)時間為（這個必定小于,它是車的功率增至之時的瞬時速度） 運算時,先算出 F ；,再求出在 P 增至 圖,最終依據(jù) 求t 下面是這個動態(tài)過程的簡潔方框之后,為加速度減小的加速運動直至達到這一過程的v-t關系如下列圖；習題精選（一）1. 質(zhì)量為的物體自高處自由落下,時間內(nèi)重力的平均功率為 _,t 秒末重力的瞬時功率為 _. 2. 設飛機飛行時所受的阻力與其速度的平方成正比 . 假如飛機以速度勻速飛行時其發(fā)動機的功率為 P,就飛機以 2的速度勻速飛行時其發(fā)動機的功率為 _. 3. 起重機的鋼繩