(春)高中物理 7.3《功率》教学设计3 新人教版必修2

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1、第3节功率理解领悟本节课的重点是对功率、额定功率与实际功率、平均功率与瞬时功率等概念的理解和计算，而发动机的额定功率与汽车的最大速度的关系则学习的难点。1.正确理解功率概念做功有快慢之分。那么，如何比较做功的快慢呢？比较做功的快慢一般有两种方法：一是在相等的时间内，比较做功的多少；二是做同样多的功，比较做功时间的长短。例如两个机械甲和乙，甲机械4s做功2×104J，乙机械2s做功1.5×104J，则在相等的时间1s内，甲机械做功5×103J，乙机械做功7.5×103J，可知乙机械做功较快；做同样多的功6×104J，甲机械需时12s，乙机械只需8s，同样可知乙机械做功较快。在物理学

2、中常采用第一种方法。事实上，凡描述快慢的物理量，一定跟时间有关。例如：描述物体运动快慢的物理量是位移与发生这段位移所用时间的比值，描述速度变化快慢的物理量是速度的变化量与完成这一变化所用时间的比值。我们用“功率”来描述力对物体做功的快慢。因此，功率P应是力对物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，即。与速度、加速度的定义式相比较，虽然它们研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的，物理学中有很多物理量是用比值的方法来定义的。在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。技术上常用千瓦（kW）,1kW=1000W。在日常生活中，我们经常说某台机械的功率，或某物体做功的功

3、率。实际上功率是指某一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。2.区分额定功率与实际功率额定功率这一概念日常生活中经常用到，如各种家用电器的铭牌上都标有额定功率的值，这是指机器正常工作时的最大输出功率。但是，机器在实际工作时不一定是在额定功率下工作，实际功率一般总小于或等于额定功率。如果机器长时间在大于额定功率下工作，机器就会损坏。3.区分平均功率与瞬时功率即使是同一个力对物体做功，其功率也可能是有变化的。在一段时间内力对物体做功的功率，实际上就是这段时间内力对物体做功的平均功率，即根据计算出的功率是物体在时间t内的平均

4、功率。平均功率只能粗略地描述做功的快慢，其数值与具体的物理过程有关。例如：重为10N的物体做自由落体运动1s，下落的距离是4.9m，则在此1s内重力做功的平均功率为49W；若自由下落2s，则下落的位移为19.6m，在此2s内重力做功的平均功率为98W。由，W=Flcosα及，可推出公式 P=Fvcosα，式中v为物体的平均速度，α为恒力F与物体的位移间的夹角，P为相应时间内的平均功率。要精确地描述做功的快慢，必须用瞬时功率。当△t很短时，，而这时式中的v为物体的瞬时速度，α为力F与物体的瞬时速度间的夹角，P为相应时刻的瞬时功率。可见，对于公式P=Fvcosα，当v表示平均速度时，

5、P为相应时间段内的平均功率；当v表示瞬时速度时，P为相应时刻的瞬时功率。必须强调的是：平均功率对应的是一段时间或一个过程，并且同一物体在不同的时间段的平均功率一般不等，讲平均功率必须讲清是做功的物体在哪一段时间内或哪一个过程中的平均功率；瞬时功率对应的是某一时刻或某一位置，讲瞬时功率必须讲清是做功的物体在哪个时刻或哪个位置的瞬时功率。1.汽车牵引力与速度的关系当汽车在某一恒定的输出功率下行驶时，由P=Fv知，，即速度越大，牵引力越小；反之，要使汽车获得较大的牵引力，就必须减小速度。我们看到汽车上坡时，常改用慢速档（改变齿轮传速的齿轮数比），就是这个原因。另外，汽车在水平路面是能够

6、达到的最大速度是衡量汽车性能的一个重要指标。在汽车输出功率一定的条件下，要提高行驶速度就必须以减小牵引力为代价，然而牵引力最小必须等于阻力，因此通过减小牵引力来提高速度，其效果是有限的。必须提高汽车发动机的额定功率。汽车行驶的最大速度对应于汽车以最大输出功率（一般认为等于额定功率）匀速行驶（此时牵引力等于阻力），因此，要提高速度，必须提高汽车发动机的额定功率。2.对教材中“例题”的说明例题讨论了汽车以额定功率行驶和小于额定功率以较低速度行驶两种不同的情况，均涉及公式P=Fv。在题旁的眉批中有这样一个问题：如果汽车加速行驶，结果会有什么不同？由公式P=Fv可知，汽车加速行驶时牵引力

7、和速度均需增大，从而汽车发动机的输出功率需增大。只要输出功率不超过额定功率，发动机能正常工作；如果输出功率超过了额定功率，则只能段时间运行，加速过程不能持久。3.正确理解公式P=Fv有些同学根据P=Fv得出“当P一定时，v→0，F→∞；或者F→0，v→∞”，即“额定功率一定时，瞬时速度趋近于0，牵引力就趋近于无穷大；或牵引力趋近于0，瞬时速度就趋近于无穷大”。这个结论显然是错误的。从P=Fv可知，当机械的功率一定时，需要用较大的力做功，就必须降低速度。但是，任何机器的作用力都不可