高中物理 第四章 机械能和能源《4.2 功率》课件+学案+素材（打包3套）教科版必修2.rar

- - 1第 2 节 功率第 1 课时 课前自主学习必修 2 课本 P61～P63 的内容。一、自主学习的目标与任务： 1、知道功率是表示做功快慢的物理量2、知道功率的定义和定义式P=W/t知道功率是标量，在国际单位制中，功率的单位是瓦特（W）3、知道公式 P=Fv 的物理意义二、结合学习内容思考和解答： 知识准备：自由落体运动规律：高度 h= 速度 v= 牛顿第二定律公式：F= 功的计算公式 W= 思考:如何比较做功的快慢？1、起重机甲在 30s 内把 1 吨的货物匀速提高了 10m起重机乙在 60s 内把 1 吨的货物匀速提高了 10m（1）这两个起重机对货物做功的有什么关系？ （2）这两个起重机哪个做功快？ （3）你是怎么比较它们做功快慢的？ 2、起重机丙在 30s 内把 1 吨的货物匀速提高了 10m起重机丁在 30s 内把 1 吨的货物匀速提高了 5m（1）这两个起重机对货物做功的有什么关系？ （2）这两个起重机哪个做功快？ （3）你是怎么比较它们做功快慢的？ 3、两球从不同高度由静止开始作自由落体运动，已知 m1=5kg， h1=20m， m2=2kg，h 2=5m(g=10m/s2)则：（1）重力对两球做的功 W1 和 W2分别为多少? （2）重力对两个球做功的时间分别为多少？ （3）如何比较两球下落过程中，重力做功的快慢? 【小组讨论 1】如何比较力做功的快慢？【学习目标】1、理解功率的概念，能运用 tWP进行计算课前自主学习（学案）课堂主体参与（教案）- - 22、理解 vFP的意义，能用来解释现象3、知道生活和生产中一些常见机械功率大小4、区分额定功率和实际功率，区分瞬时功率和平均功率。【学习重点】 理解功率概念和应用 tWP进行计算【学习难点】 理解 v的意义【学习过程】一、课前自主学习检查：自查自纠二、目标导入1、做功相同，时间越短，做功就越快2、相同时间，做功越多，做功就越快3、时间不同，做功多少不同，比较单位时间内所做的功三、构建知识框架（一）功率：1、物理意义：物理学中用功率表示____________________ 2、定义：物理学中一个力所做的功 W 与 的比值叫功率3、定义式：____________4、国际制单位制中，功率的单位： 1W = 常用单位： 5、功率和功一样都是_________(“矢量”或“标量”)。6、输入功率： 对 做功的功率输出功率： 对 做功的功率机械效率： 【师生合作】一个物体在 F=5N 的力作用下做匀加速直线运动，第 1s 内的位移是 1m，第 1s 末的速度是 2m/s，第 2s 内的位移是 3m，第 2s 末的速度是 4m/s，求：（1）第 1s内和第 2s 内该力所做的功（2）第 1s 内和第 2s 内的功率【小组讨论2】P 1和P 2分别表示哪段时间的功率？能否用来表示第1s末和第2s末的功率？（二）平均功率和瞬时功率1、平均功率：描述力在 内做功的 快慢； P = tW通常用来计算 功率2、瞬时功率：描述力 对物体做功的快慢（三）功率的另一种表达式F- - 31、据功率定义式 tWP和W = Fxcosα,得出P = ；说明：（1）α为F与v之间的夹角,α=0 0时，P= ；（2）v为平均速度，P为平均功率；（3）v为瞬时速度，P为瞬时功率；【小组讨论 3】 在汽车等交通工具的启动和行驶过程中的应用：1、当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？ 2、当速度v一定时，功率P和牵引力F之间关系如何？ 3、当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系? 【师生合作】上楼时，无论你是慢步走上，还是快步跑上，只要你上升的高度相同，你克服重力所做的功就相等，那么慢步和快步走上时，做功的快慢一样吗？为什么快步上楼时人会气喘吁吁，而慢步上楼却不会？（四）额定功率和实际功率 1、额定功率：各种机器都有一个 的功率。也就是机器铭牌上的标值。2、实际功率：指机器在工作中 的功率。3、机器不一定在额定功率下工作，机器的实际功率总是 或 额定功率，不允许长时间超过额定功率，实际功率只能在短时间 【小组讨论4】电动车如何顺利通过陡坡？【小试牛刀】某型号汽车发动机的额定功率为 60000W,在水平路面上行驶时受到的阻力是 2000N,求:(1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度(2)在同样的阻力下,如果行驶速度只有 10m/s,汽车发动机的实际功率是多少? (汽车发动机的实际功率=牵引力的功率)四、总结提升五、当堂检测1、关于功率，下列说法中正确的是 ( )A、据 P=W/t 可知机器做功越多，其功率就越大F- - 4B、据 P＝W/t 可知只要知道 t s 内力所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率C、据 P＝F v 可知汽车的牵引力 F 一定与速率 v 成反比D、由 P＝F v 可知当发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比2、一个质量是 1.0kg 的物体，从地面上方 45m 高处开始做自由落体运动， (g 取10m/s2)（1）第 2s 内重力对物体做功的平均功率是多大？（2）2s 末重力对物体做功的瞬时功率是多大？ 六、布置作业1、课本 P63页《练习与评价》1、2、3、42、自我检测：（1）火车在水平轨道上做匀加速直线运动中，若阻力不变，则牵引力 F 和发动机的瞬时功率 P 的变化情况是 ( )A、F 不变，P 变大 B、F 变小，P 不变C、F 变大，P 变大 D、F、P 都不变（2）某人用同一水平恒力 F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进x 距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进 x 距离，若先后两次拉力做的功为 W1和W2，拉力做功的功率是 P1和 P2，则( )A、W 1=W2，P 1=P2 B、W 1=W2，P 1＞P 2 C、W 1＞W 2，P 1＞P 2 D、W 1＞W 2，P 1=P2【思考题】汽车质量为 5×103kg，额定功率为 30kW，已知汽车在水平路上行驶时所受阻力恒为 2000N，当汽车在水平路上以 l0m/s 的速度匀速行驶，则实际功率为多大？最大速度能达到多大？七、课后反思F第二节 功率【 学习目标 】1、理解功率的概念，能运用 P=W/t进行计算2、理解功率 P=Fv的意义，能用来解释现象3、知道生活和生产中一些常见机械功率大小4、区分额定功率和实际功率，区分瞬时功率和平均功率。自查自纠知识准备：h=gt2/2 v=gtF=maW=Fxcosα思考题：1、（ 1）做功一样多（ 2）甲做功快（ 3）做功一样多，所用时间短的，做功快2、（ 1）丙做功多 （ 2）丙做功快（ 3）相等时间内做功多的，做功快3、（ 1） W甲 =1000J W乙 =100J（ 2） t1=2s t2=1s（ 3）比较单位时间内做功多少小组讨论 1：如何比较力做功的快慢？1、物理意义：表示力对物体做功的 快慢(做功过程中能量转化的 快慢 )3、公式 ： 比值定义法4、 单位： 瓦特（ W）常用单位： kW 一、功率2、、 定义 ：： 力对物体所做的功 W与做功所用时间 t的比值5、 功率是 标量 ，只有大小，没有方向1W＝ 1J/s1kW=1000W6、机器的机械效率机器工作时：外界 对 机器 做功的功率叫 输入功率机器 对 外界 做功的功率叫 输出功率。机器的机械效率 η＝ P输 出 /P输 入【 师生合作 】 一个物体在 F=5N的力作用下做匀加速直线运动，第 1s内的位移是 1m，第 1s末的速度是 2m/s，第 2s内的位移是 3m，第 2s末的速度是4m/s，求（ 1）第 1s内和第 2s内该力所做的功（ 2）第 1s内和第 2s内的功率（ 1） W1=5J W2=15J（ 2） P1=5W P2=15WP1和 P2分别表示哪段时间的功率？能否用来表示第 1s末和第 2s末的功率？小组讨论 2：Fl 平均功率 ： 描述力在 一段时间内做功的平均快慢l 瞬时功率 ：描述力在某一时刻做功的快慢P＝ tW当 t 很短时，此式表示瞬时功率当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率二、平均功率和瞬时功率说明：（ 2） v 为平均速度， P表示平均功率（ 3） v 为瞬时速度， P表示瞬时功率三、功率的另一种表达式：（ 1） α为 F与 v之间的夹角，当 α＝ 0°， P＝ Fv汽车在启动和行驶过程中 P=Fv应用：（ 1）当牵引力 F一定时，功率 P和速度 v之间有什么关系？ （ 2）当速度 v一定时，牵引力 F和功率 P之间关系如何？ （ 3）当输出功率 P一定时，牵引力 F和速度 v之间有什么关系？ 小组讨论 3师生合作：1、 上楼时，无论你是慢步走上，还是快步跑上，只要你上升的高度相同，你克服重力所做的功就相等，那么慢步和快步走上时，做功的快慢一样吗？为什么快步上楼时人会气喘吁吁，而慢步上楼却不会？人做功过快，长时间超负荷工作，会引起疲劳、甚至受伤、生病等。汽车等机器长时间超负荷工作会造成发动机熄火甚至损毁。 四、额定功率和实际功率 1、 额定功率：各种机器都有一个 长时间正常工作 允许的 功率。2、 实际功率：是指机器在工作中 实际 输出的功率。说明：机器不一定在额定功率下工作。机器实际运行的 功率总是 小于或等于 额定功率， 机器只能在短暂时间内实际功率 略大于 额定功率，但不允许 长时间 超过额定功率。了解课本上 P62上的几种常见的额定功率功率不同的几种情况1、电动车如何通过陡坡？（ 1）加大油门增大功率从而加大牵引力（ 2）通过降低速度从而增大牵引力2、如何解释汽车上坡？小组讨论 4：FFNfGGNf解：例例题题2由 P =Fv 得(1)匀速行驶时 F牵 =f阻 = 2000N某型号汽车发动机的额定功率为 60000W,在水平路面上行驶时受到的阻力 f=2000N问 (1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度为多少？(2)在同样的阻力下 , 匀速行驶速度v1=10m/s时， 发动机实际功率 P1为多少？(2)实际功率 P1 =Fv1=2000×10=20000W200060000= =30m/sF牵P v =F牵例例题题1 质量 m=3 kg的物体，在水平力 F=6Ｎ的作用下，从静止开始沿光滑水平面运动，运动时间 t=3 s，求：（ 1）力 F在 t=3 s内对物体所做的功。 （ 2）力 F在 t=3 s内对物体所做功的平均功率。（ 3）在 3 s末力 F 对物体做功的瞬时功率。解 (1)a=F/m=6/3=2m/s2x=9mW=Fx=6×9=54J(2)P=W/t=54/3=18W(3)P=Fv=6×6=36WF2、定义式： 总总结结提提升升P＝ tW1、物理意义：表示做功快慢的物理量3、计算式： P = F v该式一般用于求 平均功率该式用于求 瞬时功率、平均功率第 2节 功率l 课本 P63页 «练习与评价 »1、 2、 3、 4 l 教学案自我检测布布置置作作业业