初中物理人教版八下11.2功率教案
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文档简介
11.2功率
【学习目标】
1．结合实例理解功率的意义，建立功率概念，得出计算公式。
2．了解功率在实际中的应用，学会用功率的公式进行简单地计算。
3．通过建立功率概念的过程，学会用比较的方法进行物理探究。
4．通过讨论，体会物理学中研究问题的方法。
【教学重难点】
重点：理解功率的概念及其计算。
难点：对功率概念的理解。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，无论是人工搬运还是用起重机搬运，我们对砖块做的功是相同的。然而，人工搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，几分钟就可以完成。看来做功有快慢之分。怎样表示做功的快慢？
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，研究功率具有重要的现实意义。引出本节课的学习内容——功率。
新课讲授：
探究点一、认识功率
活动1：思考与讨论：人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
归纳总结：不同的物体做相同的功，所用的时间不同，时间短的做功快。
活动2：思考与讨论：人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
归纳总结：不同的物体做功的时间相同，它们做功的多少不同，在相同时间内，做功多的物体，做功比较快。
比较做功快慢的方法：
方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二：t甲=t乙时，做功多的则做功快。
活动3：想想议议：如图，一个大人和一个小孩一起爬相
同的楼梯，做功相同吗？做功的快慢相同吗？
引导回顾“速度”的知识。速度是表示物体运动快慢的物理量。
教师引导：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？
预测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”；
像用速度表示物体运动的快慢一样，物理学中，我们用功率表示物体做功的快慢。
(1)功率的定义：功与时间之比。功率在数值上等于单位时间内所做的功。
(2)物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。功率越大，表示单位时间内所做的功越多，即做功越快。
(3)公式：
(4)符号及单位：
国际单位：瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)或焦耳／秒(J/s)。
P-功率——瓦特(W)
W-功——焦耳(J)
t-时间——秒(s)
换算关系：1 kW=1 000 W 1 W=l J/s
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就是用这种方法来定义的。
活动3：小资料1 瓦特 James Watt 英国 1736－1819
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
活动4：小资料2 一些常见的功率
昆虫功率约2×10-5 W
骑车功率约70 W 慢跑功率约几十瓦 百米飞人的功率可达1 kW
探究点二、功率的计算
活动1：例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s内将大石头匀速提升了1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
解：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F=G=mg= 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离s=1 m
拉力做的功是：W=Fs=6×104 N×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
活动2：思维拓展
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：
P=w/t=Fs/t=FV
为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？
分析：机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小。
课堂练习：
1．甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：1，那么（ ）
A．它们的牵引力之比为1：2
B．它们的牵引力之比为2：1
C．它们做的功之比为1：2
D．它们做的功之比为2：1
【答案】A
【解析】两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v＝得：；
由P＝FV得：＝
因两车功率和运动时间均相同，由W＝pt得：做功之比为1：1。
故选：A。
2．甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（ ）
A．甲比乙做功快 B．甲比乙做功慢
C．甲比乙做功多 D．甲比乙做功少
【答案】A
【解析】（1）由图象可知，在相等时间内，甲比乙做功多，由P＝可知，甲的功率大，甲比乙做功快，故B错误，A正确；
（2）做功的多少与功率和做功时间都有关，不知道机械做功的时间关系，所以无法比较做功多少，故CD错误。
故选：A。
3．汽车上坡时一般都是低挡减速，其原因是（ ）
A．有用功一定，减速能提高机械效率
B．汽车功率一定，减速可以增大牵引力
C．减速上坡，安全第一
D．减速上坡可增大摩擦，防止车下滑
【答案】B
【解析】
BC．汽车功率一定时，根据P＝＝＝Fv可知，减速可以增大牵引力，有利于上坡，故B正确，故C错误；
A．同一辆汽车爬坡到相同高度时，所做的有用功相同；爬坡到相同高度时，汽车沿斜坡行驶的距离相同，减速是为了增大牵引力，根据η＝＝可知，其机械效率会减小，故A错误；
D．摩擦力的大小和压力大小、接触面的粗糙程度有关；在减速上坡时，压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以摩擦力大小不变，故D错误。
故选：B。
4．同学们学过估测爬楼时的功率，如果要估测同学爬楼时克服重力做功的功率，不需要测量下列哪个物理量（ ）
A．爬楼的长度 B．爬楼的高度 C．爬楼的时间 D．同学的质量
【答案】A
【解析】根据P＝可知，估测该同学爬楼时克服重力做功的功率，实验中要测量同学克服重力做的功及爬楼所用时间，而W＝Gh＝mgh，所以实验中还需测量同学的质量和楼的高度，不需要测量爬楼的长度。
故选：A。
5．下列对生活中物理量的估测正确的是（ ）
A．一位中学生以正常速度从教学楼的一楼走上三楼的功率约为120 W
B．一位中学生浸没在水中所受浮力约60 N
C．一位中学生单脚站立时对地面的压强是2×106 Pa
D．一位中学生拇指指甲受到的大气压力约为1 N
【答案】A
【解析】A．中学生的质量约为50 kg，一层楼的高度在3 m左右，爬一层楼的时间大约15 s，
中学生爬楼的功率约为：P＝＝＝＝＝100 W，故A符合实际；
B．一个中学生的质量约为50 kg，人体的密度和水差不多，根据ρ＝可得，
中学生的体积约为：V＝＝＝0.05 m3，
浸没在水中时，其排开水的体积V排＝V＝0.05 m3，
则受到的浮力约为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m3＝500 N，故B不符合实际；
C．中学生单脚站立时对地面的压力约为：F＝G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，
单脚站立时的受力面积约为：S＝200 cm2＝0.02 m2，
单脚站立时对地面的压强：p＝＝＝2.5×104 Pa，故C不符合实际；
D．中学生拇指指甲的面积约1 cm2＝10﹣4 m2，
根据p＝可得，拇指指甲受到的大气压力约为：F′＝p′S′＝1.0×105 Pa×10﹣4 m2＝10 N，故D不符合实际。
故选：A。
课堂小结：
1．功率的认识：
(1)含义：表示做功的快慢。
功率大，机械做功快；功率小，机械做功慢。
(2)理解：机械做功多，功率不一定大；
机械功率大，做功不一定多。
2．功率的两个计算公式：
P＝W/t、P＝Fv。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
11.2功率
1．物理意义：表示物体做功的快慢
2．定义：单位时间里所做的功，叫作功率
3．定义式：P＝
4．单位：瓦特(W) 1W＝1J/s 1kW＝103W
5．推导式：P＝Fv
6．功率的计算
【课后反思】
以往的教学过程按教材的思路进行授课，课堂显得枯燥，学生学习热情不高。本节课教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体会到学以致用的乐趣。教学实践证明，引导学生主动参与研究，教学效果更好。
甲
乙
甲
乙
【学习目标】
1．结合实例理解功率的意义，建立功率概念，得出计算公式。
2．了解功率在实际中的应用，学会用功率的公式进行简单地计算。
3．通过建立功率概念的过程，学会用比较的方法进行物理探究。
4．通过讨论，体会物理学中研究问题的方法。
【教学重难点】
重点：理解功率的概念及其计算。
难点：对功率概念的理解。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，无论是人工搬运还是用起重机搬运，我们对砖块做的功是相同的。然而，人工搬运需要几个小时，如果用起重机搬运，几分钟就可以完成。看来做功有快慢之分。怎样表示做功的快慢？
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，研究功率具有重要的现实意义。引出本节课的学习内容——功率。
新课讲授：
探究点一、认识功率
活动1：思考与讨论：人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
归纳总结：不同的物体做相同的功，所用的时间不同，时间短的做功快。
活动2：思考与讨论：人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？
归纳总结：不同的物体做功的时间相同，它们做功的多少不同，在相同时间内，做功多的物体，做功比较快。
比较做功快慢的方法：
方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；
方法二：t甲=t乙时，做功多的则做功快。
活动3：想想议议：如图，一个大人和一个小孩一起爬相
同的楼梯，做功相同吗？做功的快慢相同吗？
引导回顾“速度”的知识。速度是表示物体运动快慢的物理量。
教师引导：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？
预测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”；
像用速度表示物体运动的快慢一样，物理学中，我们用功率表示物体做功的快慢。
(1)功率的定义：功与时间之比。功率在数值上等于单位时间内所做的功。
(2)物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。功率越大，表示单位时间内所做的功越多，即做功越快。
(3)公式：
(4)符号及单位：
国际单位：瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)或焦耳／秒(J/s)。
P-功率——瓦特(W)
W-功——焦耳(J)
t-时间——秒(s)
换算关系：1 kW=1 000 W 1 W=l J/s
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就是用这种方法来定义的。
活动3：小资料1 瓦特 James Watt 英国 1736－1819
在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。
活动4：小资料2 一些常见的功率
昆虫功率约2×10-5 W
骑车功率约70 W 慢跑功率约几十瓦 百米飞人的功率可达1 kW
探究点二、功率的计算
活动1：例题：大石头质量为6 t，起重机的吊钩在15 s内将大石头匀速提升了1 m，起重机提升大石头的功率是多少？
解：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F=G=mg= 6×103 kg×10 N/kg = 6×104 N
石头在拉力方向上移动的距离s=1 m
拉力做的功是：W=Fs=6×104 N×1 m = 6×104 J
起重机提升大石头的功率是
活动2：思维拓展
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：
P=w/t=Fs/t=FV
为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？
分析：机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小。
课堂练习：
1．甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：1，那么（ ）
A．它们的牵引力之比为1：2
B．它们的牵引力之比为2：1
C．它们做的功之比为1：2
D．它们做的功之比为2：1
【答案】A
【解析】两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v＝得：；
由P＝FV得：＝
因两车功率和运动时间均相同，由W＝pt得：做功之比为1：1。
故选：A。
2．甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（ ）
A．甲比乙做功快 B．甲比乙做功慢
C．甲比乙做功多 D．甲比乙做功少
【答案】A
【解析】（1）由图象可知，在相等时间内，甲比乙做功多，由P＝可知，甲的功率大，甲比乙做功快，故B错误，A正确；
（2）做功的多少与功率和做功时间都有关，不知道机械做功的时间关系，所以无法比较做功多少，故CD错误。
故选：A。
3．汽车上坡时一般都是低挡减速，其原因是（ ）
A．有用功一定，减速能提高机械效率
B．汽车功率一定，减速可以增大牵引力
C．减速上坡，安全第一
D．减速上坡可增大摩擦，防止车下滑
【答案】B
【解析】
BC．汽车功率一定时，根据P＝＝＝Fv可知，减速可以增大牵引力，有利于上坡，故B正确，故C错误；
A．同一辆汽车爬坡到相同高度时，所做的有用功相同；爬坡到相同高度时，汽车沿斜坡行驶的距离相同，减速是为了增大牵引力，根据η＝＝可知，其机械效率会减小，故A错误；
D．摩擦力的大小和压力大小、接触面的粗糙程度有关；在减速上坡时，压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以摩擦力大小不变，故D错误。
故选：B。
4．同学们学过估测爬楼时的功率，如果要估测同学爬楼时克服重力做功的功率，不需要测量下列哪个物理量（ ）
A．爬楼的长度 B．爬楼的高度 C．爬楼的时间 D．同学的质量
【答案】A
【解析】根据P＝可知，估测该同学爬楼时克服重力做功的功率，实验中要测量同学克服重力做的功及爬楼所用时间，而W＝Gh＝mgh，所以实验中还需测量同学的质量和楼的高度，不需要测量爬楼的长度。
故选：A。
5．下列对生活中物理量的估测正确的是（ ）
A．一位中学生以正常速度从教学楼的一楼走上三楼的功率约为120 W
B．一位中学生浸没在水中所受浮力约60 N
C．一位中学生单脚站立时对地面的压强是2×106 Pa
D．一位中学生拇指指甲受到的大气压力约为1 N
【答案】A
【解析】A．中学生的质量约为50 kg，一层楼的高度在3 m左右，爬一层楼的时间大约15 s，
中学生爬楼的功率约为：P＝＝＝＝＝100 W，故A符合实际；
B．一个中学生的质量约为50 kg，人体的密度和水差不多，根据ρ＝可得，
中学生的体积约为：V＝＝＝0.05 m3，
浸没在水中时，其排开水的体积V排＝V＝0.05 m3，
则受到的浮力约为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m3＝500 N，故B不符合实际；
C．中学生单脚站立时对地面的压力约为：F＝G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，
单脚站立时的受力面积约为：S＝200 cm2＝0.02 m2，
单脚站立时对地面的压强：p＝＝＝2.5×104 Pa，故C不符合实际；
D．中学生拇指指甲的面积约1 cm2＝10﹣4 m2，
根据p＝可得，拇指指甲受到的大气压力约为：F′＝p′S′＝1.0×105 Pa×10﹣4 m2＝10 N，故D不符合实际。
故选：A。
课堂小结：
1．功率的认识：
(1)含义：表示做功的快慢。
功率大，机械做功快；功率小，机械做功慢。
(2)理解：机械做功多，功率不一定大；
机械功率大，做功不一定多。
2．功率的两个计算公式：
P＝W/t、P＝Fv。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
11.2功率
1．物理意义：表示物体做功的快慢
2．定义：单位时间里所做的功，叫作功率
3．定义式：P＝
4．单位：瓦特(W) 1W＝1J/s 1kW＝103W
5．推导式：P＝Fv
6．功率的计算
【课后反思】
以往的教学过程按教材的思路进行授课，课堂显得枯燥，学生学习热情不高。本节课教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体会到学以致用的乐趣。教学实践证明，引导学生主动参与研究，教学效果更好。
甲
乙
甲
乙