人教版必修2第七章第三节功率课件（26张）

(共26张PPT)
3　功率
教学目标
【重点】
理解功率的概念
【难点】
理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算．
重点难点
“功率”概念的建立，采用了物理学中经常使用的比值定义法，所以本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题．在机车启动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题．通过学生设计测量机械功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题的能力．
教学建议
【导入一】
教师活动：初中我们学过做功的两个因素是什么？
学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离．
扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的两个要素我们可以认为是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移．
新课导入
一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功．在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展．
新课导入
【导入二】
应用实物器材，让几位学生到台上动手操作将物体从一个位置移动到另一位置．例如：
1．出示茶杯，要求学生动手将茶杯从讲台桌的一端移动到另外一端(或移到窗台上)．
2．将一桶水从教室左端提到右端．
3．放有重物并带有拉绳的小车从教室的前排拉到后排．
让学生动手操作上述几种过程并将操作过程用示意图展示在黑板上．
新课导入
预测：学生可以采用不同的方法，如平推、上提、斜拉等搬运方法达到搬运的目的．
教师提出问题：几位同学在上述操作过程中，他们对物体的作用力在哪些阶段做了功？所做的功如何计算？
新课导入
1．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量．
2．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值．
3．定义式：________．
4．单位：在国际单位制中，功率的单位是________，简称________，符号是________.
1 W＝1 J/s，1 kW＝103 W.
功率
知识必备
知识点一
瓦特
瓦
W　
知识必备
实际输出
1．当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，这个力对物体做功的功率等于_____与物体____________的乘积．
2．关系式：P＝________．
(1)若v是物体的平均速度，则P＝Fv对应这段时间内的________功率．
(2)若v是瞬时速度，则P表示该时刻的________功率．
功率与速度
知识必备
知识点二
力
运动速度
Fv
平均
瞬时
[想一想] 不论是人力直接做功，还是使用牛、马等畜力做功，或者是利用机械来做功，人们除了关注做功的多少，为什么还要关注做功的快慢呢？
[要点总结]
1．功率的概念是通过比值形式定义的，因此不能笼统地说完成的功越多，功率就一定越大．
2．对于功率的计算主要有以下途径：通过定义式________计算(得到的是平均功率)；通过________计算(v是平均速度则P为平均功率，v是瞬时速度则P为瞬时功率)．
说明：如果F、v二者存在夹角α，则用P＝Fvcos α来计算功率．
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功率的理解和计算
考点一
P＝Fv
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例1 在F＝6 N的水平力作用下，质量m＝3 kg的物体在光滑水平面上由静止开始运动，运动时间t＝3 s．求：
(1)力F在t＝3 s内对物体做的功；
(2)力F在t＝3 s内对物体做功的平均功率；
(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．
[答案] (1)54 J　(2)18 W　(3)36 W
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1
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[点评] 在功率的两个公式中，用定义式计算的一定是平均功率，而用P＝Fv计算时，如果v是平均速度，则功率为平均功率，如果v是瞬时速度，则功率为瞬时功率．
[想一想] 汽车上坡时，司机要通过换挡来减小速度，这是为什么呢？
[要点总结]
1．公式P＝Fv中， F为作用在物体上的力，v为物体__________大小，P为F对物体做功的功率．
2．当发动机的功率P一定时，牵引力F与机车速度v成________．
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功率和速度的关系
考点二
对地速度
反比
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例2 已知飞机飞行时所受阻力与其速度成正比，如果某战斗机以v的速度水平匀速行驶时，其发动机的功率为P.当该战斗机以3v的速度水平匀速行驶时，战斗机发动机的功率为(　　)
A．P B．3P
C．6P D．9P
[答案] D
[解析] 根据题意可知，战斗机以速度v水平匀速行驶时，战斗机的动力为F＝Ff＝kv，此时战斗机的功率为P＝Fv＝kv2；当战斗机以3v的速度匀速行驶时，战斗机的动力变为F′＝F′f＝k·3v，此时战斗机的功率变为P′＝F′·3v＝9kv2，联立可得P′＝9P.
[点评] 本题的分析要注意以下两点：第一，战斗机水平匀速飞行，其动力与阻力大小相等；第二，战斗机速度发生变化时，其所受阻力也相应发生变化．
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例3 将一物体用轻质细线拴住，一端固定于O点，将细线拉直并使细线处于水平状态，如图7－3－1所示，将物体无初速度释放，物体下摆到悬点正下方过程中，重力的瞬时功率变化情况是(　　)
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
图7－3－1
[答案] C
[解析] 在刚释放时，物体的速度为零，故重力的瞬时功率为零．到达最低点时，物体的速度最大，但速度方向与重力的方向垂直，故重力的瞬时功率也为零．但下落过程中重力的瞬时功率并不为零，故重力的瞬时功率先增大后减小，C选项正确．
[想一想] 你能设法估测一名滑冰运动员沿水平直线滑行时的功率吗？需要做哪些测量工作？
[要点总结]
现实生活、工作以及体育比赛中有很多做功情景，如跑步、跳绳、搬运货物、抛接物体等都涉及做功问题，也都会涉及功率问题．将这些活动进行合理模型化转化是计算其功率的关键．
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生活中的功率问题
考点三
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例4 2014年9月22日，林清峰代表中国举重队出战韩国仁川亚运会男子举重项目69公斤级的比赛，并且拿到了金牌．比赛中，林清峰第二次试举，他成功举起187公斤杠铃，历时约3 s，则林清峰在举起杠铃过程中的平均功率是(　　)
A．一百瓦左右 B．一千瓦左右
C．几千瓦 D．几十千瓦
[答案] B
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[点评] 本题的分析主要是做好两方面工作：其一，举重运动的模型化转化，将举重运动视为物体竖直上升的运动，且其始、末速度为零；其二，做好相关数据的估计，例如本题中杠铃上升的高度近似为2 m、举重过程持续的时间约为3 s等数值的估计，不能出现脱离实际的错误．
备用习题
一辆汽车以功率P1在平直公路上匀速行驶，若驾驶员突然减小油门，使汽车的功率减小为P2并继续行驶．若整个过程中阻力恒定不变，此后汽车发动机的牵引力将(　　)
A．保持不变
B．不断减小
C．突然减小，再增大，后保持不变
D．突然增大，再减小，后保持不变
[解析]由P1＝Fv知，当汽车以功率P1匀速行驶时，F＝Ff，加速度a＝0.若突然减小油门，汽车的功率由P1减小到P2，则F突然减小．整个过程中阻力Ff恒定不变，即F[答案] C
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1．(对功率的理解)(多选)关于功率，下列说法中正确的是(　　)
A．功率是表示力做功多少的物理量
B．功率是表示力做功快慢的物理量
C．做功时间越长，功率一定越小
D．力做功越多，功率不一定越大
[答案] BD
自我检测
2．(P＝Fv的理解)汽车上坡的时候，司机必须换挡，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
[答案] C
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3．(功率的计算)(多选)如图7－3－2甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间变化的关系如图乙所示，由此可知(g取10 m/s2)(　　)
A．物体加速度大小为2 m/s2
B．F的大小为21 N
C．4 s末F的功率大小为42 W
D．4 s内F做功的平均功率为21 W
图7－3－2
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[答案] CD