必学二73功率

3功率必修二教学设计者孟静静工作单位：安陆市第二高级中学7.3功率教学设计一、课前部分【设计思想】:1. 教材分析：功率是反映力做功快慢的物理量功率的概念广泛应用与人们的日常生活和科技之中 学生在初中已经学过功率的概念，引入这一概念并不困难教科书在本节中首先通过两台起 重机做功相同，时间不同，引出功率的概念和定义式，并通过对动力机械的分析，讨论了额 定功率和实际功率，最后，根据对物体做功的公式和运动学公式导出功率与速度的关系2. 学情分析：初中时学生已经学过功率的初步知识，前面一节学习了功的概念，为本节的教学奠定了 一定的基础在此基础上，进一步区分额定功率和实际功率，了解平均功率、瞬时功率3. 设计思路：本节讲述功率的概念，功率公式的应用功率的概念、功率的物理意义是本节的重点容， 通过类比的方法，比较速度是描述位移变化快慢的物理量，来对功率进行理解如果学生能 懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物 理量要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式 进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点。

学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没 有做功问题，更谈不上功率了如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这 个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念 和物理意义的基础关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，采用公式分析加图像表述的形式 进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯， 避免简单地套用公式教学目标】：知识与技能1. 理解功率的的概念2. 知道功率的定义和定义式p = 口，能够用公式p = 口解答有关的问题口 口3. 正确理解公式P=Fv的意义，区别什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释 现象和进行计算4. 能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题过程与方法1. 通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念2. 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. 理解功率与力和速度的关系会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算情感态度与价值观1. 通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己的观点，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。

学习重难点】：1. 功率的概念和计算公式2. P=Fv及其应用学习方法】：类比学习、图像分析课时安排】：2课时二、课堂部分一一教学过程【认知与探究】：教学环节教学容师生互动设计意图导入复习：功的表达式：W = Fs cos 0有没有一种物理量可以描述做功的快慢 呢？教师：人们在生 产、生活和工作 中使用了大量的 机械来做功，这 与人力直接做功 或畜力做功，在 完成功的快慢方 面有何不同？请 举例说明学生所举事例可 能有：1. 人上高楼 （如8层楼）时， 乘电梯比走路要 快得多；2. 拖拉机耕地 比牛耕地要快得 多；3. 挖土机与 人，要完成相同 的挖土任务，人 花的时间要长得 多；4. 从水井里提水，使用抽水机 比人工要快得 多 引发学生思考， 让学生从身边 生活寻找做功 快慢的事例，并 思考机械与人 或畜力做功快 慢的差异列举生产、生活 中发生的事例， 使学生体会功 率与生活、生产 息息相关，无处 不在，研究功率 具有重要的现 实意义，并引导 学生注意观察 身边物理现象， 体会到物理知 识就在我们身 边，感悟物理规 律研究的价值， 激起学生的求 知欲通过具体 事例以及 类比法找 出表示做 功快慢的 通用表示， 引入功率 的概念下表是三台起重机在工作时的有关数据 记录教师：功是能量 转化的量度，人 们十分关注做功 的多少。

不同的 机器或物体做功 有快有慢，如何 来衡量做功的快 慢呢？请同学们 思考并提出解决引导学生思考： 如何比较物体 做功快慢？讨 论中注意培养 学生的发散思 维能力和批判 思维能力对学生提出的 各种方案可能起 重 机 编 号被吊物重匀速上升速度所 用 时 间做功A2X1Q3N4m/s4s3.2X1Q4JB4X1Q3N3m/s4s4.8X1Q4JC 1.6X104N 2m/s 1s 3.2X10J方案学生可能有以下 认识：1. 选择相同时 间，比较做功多 少，做功多的， 做功就快；2. 选择做相同 的功，比较做功 的时间长短，时 间长的，做功就 慢；3. 类比“速度” 的定义方法，用 做功和完成这些 功所花的时间的 比值来定义“功 率”有问题或不完 整，教师应鼓励 学生在交流中 补充完善自己 的认识教学中 注意引导学生 类比如“速 度”、“加速 度”概念的定 义方法，体会比 值法定义功率 概念比较三个起重机做工的快慢？比较A和B：它们做功时间相等，WA

2. 功率的定义式：p = 口□3. 物理意义：表示物体做功快慢的物 理量4. 单位：国际单位：瓦特（w），常用 单位：千瓦（kw）讨论与交流：小实验：把一 段粉笔放在书的 封面上，打开书 的封面形成一个 斜面，并使粉笔 开始下滑请同 学仔细分析一 下，在下滑的过 程中粉笔共受到 几个力的作用？ 哪些力做正功？ 哪些力做负功？ 哪些力不做功？ 如果斜面的倾角 增大，情况会有 什么变化？倾角 增大时，功率是 否也增大？说明：用已知物 理量的比值定 义新的物理量， 是建立物理概 念常用的方法 使用该方法能 够进一步揭示 和表述被探究 对象的某些物 理性质及变化 规律，像我们已 经研究过的速 度、加速度等物 理量就是用这 种方法来定义 的二）、额 定功率和 实际功率1. 额定功率：指动力机器长时间正 常工作时的最大输出功率，也就是机器铭 牌上的标称值额定功率是动力机器的重 要性能指标，一个动力机器的额定功率是 一定的2. 实际功率：指机器工作时实际输 出的功率教师：人力直接 做功能否像汽车 做功那样快呢？ 汽车做功能否像 飞机做功那样快 呢？人如果做功 过快，会产生什让学生通过思 考自己身边所 熟悉的问题，认 识额定功率和 实际功率的概 念以及概念的 意义。

动力机器不一定在额定功率下工作， 机器长期正常工作时的实际功率总是小 于或等于额定功率实际功率不应大于额 定功率实际功率长时间大于额定功率时 会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器（短 时间实际功率略大于额定功率是可以的么后果呢？汽车 超负荷运转会产 生什么后果呢？ 教师：奥运长跑 运动员能否用 100m短跑的速度 来完成5000m的 赛跑路程呢？为 什么？（三）、功 率与速度： P=FvcosO1. 表达式推导：□ DlcosD m mP = □ = ^ = LJv cos2. 式中F是对物体做功的力，v是物 体的运动速度，9是F和速度v之间的夹 角3. 在F和v同向时9=0,表达式为： P=Fv4. P=W/t是功率的定义式，它普遍适 用，不管是恒力做功，还是变力做功，不 管是机械功还是电功等它都适用但由它 求得的一般是平均功率公式P=Fvcos9， 式中9为F与v的夹角v为物体的对 地速度当v为平均速度时，求得的功率 为平均功率，当v为瞬时速度时，求得的 功率为瞬时功率教师：一部汽车 载重时和空车 时，在公路上以 相同的速度行 驶，试讨论这两 种情况下汽车的 输出功率是否相 同？为什么？ 学生的回答可能 有：⑴载重汽车与地 摩擦力较大，牵 引力也大，由于 行驶速度一样， 故相同时间，载 重车的牵引力做 功较多，所以载 重汽车的输出功 率较大；⑵载重汽车行驶 得比空车慢，因 此功率较小；⑶载重汽车比空 车费力，因此载 重车的输出功率 较空车时要大 些。

上述分析讨论 的目的是启发 学生思考功率 与力和速度有 何关系学生分 析可能会出现 片面和不完整 回答，教师要参 加到学生的讨 论分析中，帮 助、启发和引导 学生形成正确 的认识得出正 确的答案接着，教师引导 学生思考，如何 计算牵引力的 功率让学生 根据所学知识 和功率定义式 进行推演，培养 良好的科学思 维能力和思维 习惯）（四）、力 的平均功 率和瞬时 功率1.平均功率（1） 描述力在一段时间做功的快慢2） 计算公式：P=W/t ①P = Fv cos □ ②9=0 时，P=Fv ③注意：应用②③式计算时注意：力F 必须是恒力，v为一段时间t的平均速度教师引导学生阅 读课本56页做一 做分析讨论：由v=s/t求出的 是物体在时间t 的平均速度，代 入公式P=Fv求出总结：v是平均速度，P是平均功率 （F为恒力，且F 与同向）v是瞬时速度，P 是瞬时功率3）平均功率对应于一段时间或一的功率是F在时说明：如果物体个过程，并且同一物体在不同时间段的平间t的平均功率；做匀速直线运均功率一般不相同，因此说平均功率时一如果t取得足够动，由于瞬时速定要说明是哪一段时间的平均功率小，则v表示瞬度与平均速度2.瞬时功率时速度，此时由P相等，故此时平（1）力在某一时刻的功率，对应=Fv求得的功率均功率等于瞬于物体运动的某一时刻或某一位置。

就是F在该时刻时功率2）计算公式：的瞬时功率即P=Fvcos9当v为平均速度P=Fv （F与v同向时）式中v表示时，求得的功率某一时刻的瞬时速度就是平均功率，v 为瞬时速度时， 求得的功率就是 瞬时功率1.此公式的意义是：当力F与物体教师：汽车以额运动（瞬时）速度v方向一致时，力的实际定功率在平直公瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘路行驶时，若前积，对于机车（汽车、火车等交通工具或方遇到了一段较动力装置），牵引力F与物体运动速度v陡的上坡路段，一般方向一致，可用公式P=Fv计算实际汽车司机要做好瞬时功率（称牵引力的功率、发动机的输什么调整，才能出功率），特别注意：F为机车的牵引力，确保汽车驶到坡并非机车所受的合力顶？为什么？2.当P 一定时，F^1/v，即做功的学生的回答可能通过对生活实力越大，其速度就越小，如：汽车在发动有：际的讨论，使学机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法⑴加大油门，汽生进一步加深（变速调节装置）减小速度以获得较大的车可顺利行驶到理解功率与牵牵引力满足上坡的需要引力和速度的3.当速度v保持一定时，P^F，即⑵汽车要换档，关系为实际应做功的力越大，它的功率也越大如：汽才能顺利行驶到用和分析问题车从平路到上坡，若要保持速度不变，必达坡顶。

打好基础须加大油门（控制燃油混合气体流量多少师生共同分析：的装置），增大发动机功率以得到较大的⑵是一种正确的牵引力操作方式，当司4.当力F 一定时，P^v，即速度越机将发动机的速大，功率越大如：起重机吊同一货物以度档位调低后，不同的速度匀速上升，牵引力保持不变速度减小了，牵（大小等于物重），起吊的速度越大，起重引力加大了，只机的输出功率就越大要牵引力足够，汽车便可顺利上 坡教师根据课堂需 要还可以提出一 些问题让学生进（五）、对 公式P=Fv 的讨论一步讨论，如：(1 )汽车上坡 时，要保持速度 不变，应如何 做？(2)起重机在竖 直方向匀速吊起 某一重物时，为 什么发动机的输 出功率越大，起 吊速度就越大？(六)具体 应用：汽车 等交通工 具的动力 学分析：(1) .汽车以恒定功率启动汽车以恒定功率启动后，若运动过程中所受阻力f不变，由于牵引力F = 口，□根据牛顿第二定律可得F - f = ma,汽车的加速度a =』(口 - f),可见，随着 口 口汽车速度的增大，加速度减小，当加速度 a=0时，汽车的速度达到最大口口 =仕定， 以后汽车将做匀速直线运动，所以汽车做 加速度位逐渐减小的加速运动，最终匀速 运动。

要提高汽车在给定路面上的最大速 度值，应选用额定功率较大的发动机2) .汽车以恒定牵引力启动汽车以恒定牵引启动后，开始加速度 不变，汽车做匀加速运动，当其速度增大 至一定值v时，其功率达到额定功率P，此时有口 - f = ma，以后速度再增加，由 □于汽车的功率不变(已达额定功率)，所 以牵引力减小，加速度随之减小，直至a=0 时，汽车的速度达最大值，接着做匀速运 动分析关键是抓住两个关系式：P=Fv 和F — f = ma教师：汽车等交 通工具在启动和 行驶过程中，其 牵引力和行驶速 度是怎样变化 的？请同学们阅 读教材相关容， 用自己的话加以 解释教师引导学生 画出v-t图像A(设汽车 受到的摩 擦阻力大 小保持恒 定)学生讨论后得出 结论：(1) .P固定时， 由P = Fv，□定=F 1 v T，且 F1-□= 摩ma 1当 a=0时，F=f摩此时有vm = M2) .F固定时， 由P = Fv，P T= F定v T，且F定-f摩=ma定汽车做匀加速运 动当速度增大 到v额时，P=P额， 此后汽车做P「的教师指导学生 画出相应的v-t 图像变加速运动直到 达到最大速度vm能力迁移例 汽车的质量为m=6.0X103kg，额定功 率为Pm=90Kw,沿水平道路行驶时，阻力 恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)。

求：(1) 汽车沿水平道路匀速行驶的最大 速度；(2) 设汽车由静止起匀加速行驶，加 速度为a=0.5m/s2,求汽车维持这一加速 度运动的最长时间教师与学生一起 分析题目、图形， 得出正解解析：(1) 汽车匀速运 动时F-0.05mg=0 汽车的额定功率 Pm=Fvm 代入数据得 v =30m/s2) 汽车匀加 速行驶时，动力 学方程为 F-0.05mg=ma汽车的瞬时功率 为 P=Fv 汽车的瞬时速度 为 v=at 要求瞬时功率小 于或等于额定功 率PWPm 代入数据得 tW30s通过立体巩固对汽车启动时的动力学分析随堂检测1. 关于功率，以下说确的是()A. 据P=W/t可知，机器做功越多， 其功率就越大B. 据P=Fv可知，汽车的牵引力一定 与其速率成反比C. 据P=Fv可知，发电机的功率一定 时，交通工具的牵引力与运动速率成反 比D. 据P=W/t可知，只要知道时间t 机器所做的功，就可求得这段这段时间任 一时间机器做功的功率2. 汽车上坡时，司机必须换档，其 目的是()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，得到较大的牵引力3. 额定功率为80kW的汽车，在平直学生：当堂学完 本节知识，立即 做完对应练习。

强化对知识的 理解与认识) 教师：和学生一 起做题，并对部 分学生提问，根 据学生问答情 况，及时点拨、 总结学生在学完本 节容后通过几 个典型例题来 巩固已学知识公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的 质量m=2X103kg如果汽车从静止开始做 匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2运 动过程中阻力不变，求：(1) 汽车所受的V 恒定阻力；(提示：~—遗 先求V=20m/s的F ,J 1 . A 牵牛 此时L=F阻)(2) 3s末汽车的 瞬时功率；(提示：判断3s末汽车处于加速阶段，还是匀速阶 段)(3)经过多长时间汽车功率达到额 定值？(提示：P额，对应的是V额，即V=V―额) 【板书设计】：7.3功率一、 功率1. 定义：功和完成这些功所用时间的比值2. 定义式：P=w/t，变形式：P=Fv3. 国际单位和常用单位：W, kW二、 额定功率和实际功率1. 额定功率：正常条件下可以长时间工作的功率2. 实际功率：机车实际输出的功率三、 功率与速度P=Fv四、 力的平均功率和瞬时功率1. 平均功率：描述力在一段时间做功的快慢计算公式：①P = W/t② P = Fv cos □0 = 0时，P = Fv2. 瞬时功率：力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。

计算公式:P = FvcosO0 = O时，P = Fv五、 对公式P = Fv的讨论1. F一定时，P x v2. v一定时，P x F3. P一定时，F a 1/v2. F固定时，M= □定vT由P = Fv,=mD定且□定- □摩汽车做匀加速运动当速度增大到v额时，P=P额此后汽车做P定的变加速运动直到达到最大速度vm三、课后部分一一教学后记【教学反思】：这节课对“功率”的概念的教学由浅入深，从功率的初步概念到公式的推导讨论，再 到公式应用分析，教学过程中注重开展学生的学习过程，用类比法得出功率的概念和基本公 式，教学结构科学、合理，符合学生的认知水平和知识水平；理论联系实际，把功率直接应 用到生产、生活中解析一些现象和解决实际问题，能激发学生的浓厚的学习兴趣和活跃课堂 气氛；并让学生在课后探究汽车以恒定功率起动的过程，引导有学习兴趣的学生进一步自主 探究，符合新课程的要求使学生处于主动积极的思维状态，从教学设计到教学实践都体现 了 “学为主体、教为主导”的教育理念经过笔者课堂教学实践，本节课取得了很好的效 果。