《功率》精品教案學(xué)情分析：本課之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過了做功的概念，也知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度。本課的目的是研究做功的快慢，利用比值定義法先提出功率的概念。可以結(jié)合之前速度的定義進行理解。而且初中時期學(xué)生也學(xué)習(xí)過功率的基礎(chǔ)概念，所以可以通過一些實例和一些物理學(xué)的思維方式展開對功率的進一步理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）通過概念學(xué)習(xí)，能說出功率的物理意義及其定義。（2）通過實例分析，能說出平均功率、瞬時功率、實際功率以及額定功率的物理含義。（3）根據(jù)功率的定義，能理清功率和速度之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)階段教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖知識回顧回顧功的意義和計算做功的方法。通過回憶并強化對功的物理意義的理解?；仡欀R，承上啟下。頭腦風(fēng)暴思考與討論： 一臺甲起重機在1min內(nèi)把1噸的貨物勻速提升到預(yù)定高度，另一臺起重機乙在30s內(nèi)把1噸的貨物勻速提升到相同高度。學(xué)生通過日常經(jīng)驗和對速度等基本概念的理解，進一步得到功率的物理含義。通過類比法幫助理解功率的物理意義。新知揭秘小試牛刀例題1：一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運動，求：(g取10m/s2)①第1s內(nèi)下落的位移是多少？②第1s內(nèi)重力對物體做多少功？③第2s內(nèi)物體下落的位移是多少？④第2s內(nèi)重力對物體做多少功？⑤前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？⑥這2s時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？思考：上述計算得到的結(jié)果能否精確描述重力的功率？通過例題，觀察題目限制條件。學(xué)會提取模型和臨界條件進行問題解答。通過一道例題明白要對問題考慮全面，對臨界條件要重視，同時強化對做功，功率等物理概念的理解。概念辨析上題說明：即使同一個力做功，做功的功率也可能是變化的，在一段時間內(nèi)力對物體做功的功率，實際上是這段時間內(nèi)力對物體做功的平均功率。通過上面的題目對平均功率和瞬時功率有初步的認識。即時訓(xùn)練練習(xí)1.關(guān)于功率，下列說法中正確的（）A.功率是說明做功多少的物理量B.功率是說明力做功快慢的物理量C.做功時間越長，功率一定小D.力做功越多，功率一定大練習(xí)2.某人用同一水平恒力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進s距離，第二次使此物體沿粗糙水平也前進s距離，若先后兩次拉力做的功為W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，則()A.W1=W2，P1=P2B.W1=W2，P1＞P2C.W1＞W(wǎng)2，P1＞P2D.W1＞W(wǎng)2，P1=P2①明確：功率所對應(yīng)的力是哪個力？②某力做的功跟其他力有沒有關(guān)系？通過兩道例題明確功率的基本概念和功率問題中的研究對象的確定方法。頭腦風(fēng)暴這里面的額定功率表示的是什么意思？觀察銘牌中的信息，提出疑問。概念辨析額定功率：指機器在額定轉(zhuǎn)速下可以長時間正常工作的最大輸出功率，也就是機器銘牌上面的標(biāo)稱值。實際功率：指機器在工作中實際輸出的功率。 機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率。說明： 在日常生活中，我們經(jīng)常說某臺機器的功率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率通過辨析概念和觀察實例，確定額定功率和實際功率的不同。并且明白在研究功率的時候一定要找對研究對象。引出新概念，承上啟下。引出核心考點。頭腦風(fēng)暴一個物體在水平恒力F的作用下，以速度v勻速直線運動了一段時間t，試求這段時間t內(nèi)恒力F做功的功率。根據(jù)實際情境進行思考，同時通過平均功率，恒力做功公式得到功率另一種表達式。提升推理論證能力。概念辨析即時訓(xùn)練練習(xí)3.關(guān)于功率以下說法中正確的是（）A.據(jù)P=W/t可知，機器做功越多，其功率就越大B.據(jù)P=Fv可知，汽車牽引力一定與速度成反比C.據(jù)P=W/t可知，只要知道時間t內(nèi)機器所做的功，就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻機器做功的功率D.根據(jù)P=Fv可知，發(fā)動機功率一定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比。練習(xí)4.質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運動，運動時間t=2s，求：1.力F在t=2s內(nèi)對物體所做功；2.力F在t=2s內(nèi)對物體所做的功的平均功率；3.在2s末力F對物體做功的瞬時功率。例題分析.某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW,在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N,求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。在同樣的阻力下,如果勻速行駛速度只有54km/h,發(fā)動機輸出的實際功率是多少?根據(jù)訓(xùn)練，落實對功率的認識。課堂小結(jié)課后篇鞏固提升合格考達標(biāo)練1.(山東日照一中檢測)如圖所示,小朋友在彈性較好的蹦床上跳躍翻騰,盡情玩耍。在小朋友接觸床面向下運動的過程中,床面對小朋友的彈力做功情況是()A.先做負功,再做正功 B.先做正功,再做負功C.一直做正功 D.一直做負功答案D解析床面的彈力向上,小朋友的位移向下,所以彈力做負功,D正確。2.(山東濰坊期中)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖所示,皮帶在電動機的帶動下保持v=2m/s的恒定速度向右運動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,皮帶兩端水平距離l=10m,則郵件從皮帶左端運動到右端的過程中克服摩擦力做功的平均功率為()A.1W B.13W C.23W D答案B解析郵件勻加速的加速度a=μg=1m/s2,加速時間t1=va=21s=2s,加速位移x1=12at12=12×1×22m=2m,余下8m,勻速時間t2=82s=4s,勻速運動時摩擦力為零不做功,加速過程中Wf=μmg·x1=0.1×1×10×2J=23.某一高中男同學(xué)(質(zhì)量m=60kg)在做引體向上運動,從雙臂伸直到肩部與單杠同高度算1次,若他在1min內(nèi)完成了10次,每次肩部上升的距離均為0.4m,g取10m/s2,則他在1min內(nèi)克服重力所做的功及相應(yīng)的功率為()A.240J,4W B.2400J,2400WC.2400J,40W D.4800J,80W答案C解析該高中男同學(xué)的質(zhì)量m=60kg,每次肩部上升的距離均為0.4m,則他每一次克服重力做的功W=mgh=60×10×0.4J=240J,1min內(nèi)克服重力所做的功W總=10W=10×240J=2400J,相應(yīng)的功率為P=W總t=240060W=40W,選項A4.一輛正在路面上行駛的汽車,遇到前方有人橫穿馬路時,司機緊急制動后又經(jīng)過x的距離停下來才避免了一場車禍的發(fā)生,緊急制動后的減速過程中,若汽車與地面的摩擦力大小為F,則關(guān)于汽車與地面間摩擦力做的功,以下說法正確的是()A.摩擦力對汽車、地面均不做功B.摩擦力對汽車做-Fx的功,對地面做Fx的功C.摩擦力對汽車、地面均做-Fx的功D.摩擦力對汽車做-Fx的功,對地面不做功答案D解析地面的位移為零,摩擦力對地面不做功,汽車位移為x,摩擦力對汽車做功W=-Fx,選項D正確,A、B、C錯誤。5.如圖所示,兩個互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上,使物體沿虛線方向運動,在通過一段位移的過程中,F1對物體做功4J,F2對物體做功3J,則F1和F2的合力對物體做的功為()A.5J B.7J C.1J D.3.5J答案B解析功是標(biāo)量,求合力的功用兩個功的代數(shù)和而不是根據(jù)平行四邊形定則求解,故W合=W1+W2=7J,選項B正確。6.(多選)高空拋物給公共安全帶來極大的危害性。最高人民法院發(fā)布《關(guān)于依法妥善審理高空拋物、墜物案件的意見》,對于故意高空拋物的,根據(jù)具體情形進行處罰。若從七樓陽臺約20m高處,將一質(zhì)量為1kg的花盆水平推出,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是()A.1s內(nèi)重力的平均功率為50WB.整個過程中重力的平均功率為200WC.落到地面上時,重力的瞬時功率為200WD.落到地面上時,重力的瞬時功率為100W答案AC解析花盆只受重力,豎直方向上做自由落體運動,1s內(nèi)物體下落的高度為h1=12gt12=5m,所以1s內(nèi)重力的做功為W1=mgh1=50J,平均功率P1=W1t1=50W,A正確;花盆下落的時間可由公式h=12gt2求得,代入數(shù)據(jù)得t=2s,整個過程中重力的做功為W2=mgh=200J,故平均功率為P2=W2t=100W,B錯誤;落到地面時,v2=2gh,求得到達地面時豎直分速度為20m/s,所以重力的瞬時功率P3=Fv=mgv=1×107.一臺起重機將靜止在地面上、質(zhì)量為m=1.0×103kg的貨物勻加速豎直吊起,在2s末貨物的速度v=4m/s。(g取10m/s2,不計額外功)求:(1)起重機在這2s內(nèi)的平均功率;(2)起重機在2s末的瞬時功率。答案(1)2.4×104W(2)4.8×104W解析(1)設(shè)貨物所受的拉力為F,加速度為a,則由a=vt得,a=2m/s由牛頓第二定律知,F-mg=ma則F=mg+ma=1.0×103×10N+1.0×103×2N=1.2×104N2s內(nèi)貨物上升的高度h=12at2=12×2×22m=4起重機在這2s內(nèi)對貨物所做的功W=F·h=1.2×104×4J=4.8×104J起重機在這2s內(nèi)的平均功率P=Wt=4.8×104(2)起重機在2s末的瞬時功率P=Fv=1.2×104×4W=4.8×104W。8.如圖所示,用沿斜面向上、大小為800N的力F,將質(zhì)量為100kg的物體沿傾角為θ=37°的固定斜面由底端勻速地拉到頂端,斜面長L=5m,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求這一過程中:(1)物體的重力所做的功;(2)摩擦力所做的功;(3)物體所受各力的合力所做的功。答案(1)-3000J(2)-1000J(3)0解析物體受力情況如圖所示。(1)WG=-mgLsinθ=-3000J。(2)Ff=μFN=μmgcosθ,Wf=-FfL=-μmgcosθ·L=-1000J。(3)方法一:WF=FL=4000J,W=WF+WG+Wf=0。方法二:物體做勻速運動,F合=0,故W=0。等級考提升練9.如圖所示,細線的一端固定于O點,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點運動到B點。在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.先增大,后減小 D.先減小,后增大答案A解析因為小球的速率不變,由圖示可知Fsinα=mgcosα,故拉力F的瞬時功率為P=Fvsinα=mgvcosα。從A點到B點的過程中,α減小,cosα增大,所以P增大,選項A正確。10.有一根輕繩系了一個物體,如圖所示,若整體以加速度a向下做減速運動,忽略空氣阻力,作用在物體上的各力做功的情況是()A.重力做正功,拉力做負功,合力做負功B.重力做正功,拉力做負功,合力做正功C.重力做正功,拉力做正功,合力做正功D.重力做負功,拉力做負功,合力做正功答案A解析重力與位移同向,做正功,拉力與位移反向,做負功,由于做減速運動,所以物體所受合力向上,與位移反向,做負功,故A正確。11.(福建廈門檢測)如圖所示,無論是遠海島礁建設(shè),還是超大型疏浚及填海造陸工程,都離不開鋼鐵巨輪——重型絞吸船。我國自主研制的自航絞吸挖泥船“天鯤號”性能達到世界先進水平,其最大排距達15000m。若某段工作時間內(nèi),“天鯤號”的泥泵輸出功率恒為1.6×104kW,排泥量為1.6m3/s,排泥管的橫截面積為0.8m2,則泥泵對排泥管內(nèi)泥漿的推力為()A.5×106N B.8×106NC.5×107N D.8×107N答案B解析根據(jù)排泥管每秒鐘排出的泥漿體積為V=Sv,解得v=VS=1.60.8m/s=2m/s,根據(jù)泥泵輸出功率大小為P=Fv,可知F=Pv=1.6×1012.(山東安丘檢測)如圖所示,一輛車正沿平直路面行駛,車廂內(nèi),一個面向車前進方向站立的人對車廂壁施加水平推力F,在車前進s的過程中,人相對車靜止,下列說法正確的是()A.當(dāng)車勻速前進時,人對車做的總功為正功B.當(dāng)車加速前進時,人對車做的總功為負功C.當(dāng)車減速前進時,人對車做的總功為負功D.不管車如何運動,人對車做的總功都為零答案B解析當(dāng)車勻速前進時,人對車廂的推力F做的功為W=Fs,人對車廂的摩擦力方向與運動方向相反,靜摩擦力對車廂做功為W1=-Ff1s,人處于平衡狀態(tài),根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系可知,F=Ff1,則人對車做的總功為零,故A錯誤;當(dāng)車加速前進時,人處于加速狀態(tài),車廂對人的靜摩擦力向右且大于車廂壁對人的作用,根據(jù)牛頓第三定律可知,人對車廂的靜摩擦力Ff2向左,靜摩擦力做的功為W2=-Ff2s,人對車廂的推力F方向向右,做的功為W'=Fs,因為Ff2>F,所以人對車做的總功為負功,故B正確;同理可以證明當(dāng)車減速前進時,人對車做的總功為正功,故C錯誤;由上述分析可知D錯誤。13.如圖甲所示,質(zhì)量為5kg的物體置于粗糙水平地面上,受到水平恒力F作用,一段時間后撤去F,全過程運動的v-t圖像如圖乙所示(g取10m/s2)。求:(1)物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)全過程物體克服摩擦力做的功W克;(3)水平恒力F的最大