（新人教版必修2）物理：7.2-3《功和功率》学案
文档属性
| 名称 | （新人教版必修2）物理：7.2-3《功和功率》学案 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 123.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-08-18 08:42:00 | ||
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文档简介
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第2-3节 功和功率 （导学案）
知识与技能
1. 理解功的概念，知道做功的两个不可缺少的条件。
2. 知道功是标量，理解正功和负功的意义，理解功是能量转化的量度的观点。
3. 理解功率的概念，能运用功率的公式P＝W/t进行有关的计算
4. 会计算恒力的功和有关功率的一般问题.
过程与方法
结合生活中的某些实践进行讨论,达到掌握本节知识的技能和要求.
情感态度价值关
在学习中体会合作探讨知识的乐趣,认识科学与生活的紧密联系.
学习过程
1． 功
一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体 .
请你举几个做功的案例：
下面的几个事例是物理意义上的功吗？
做功的两大因素是： 这是做功的两个不可缺少的因素。
力学里规定：如果力的方向与物体位移方向一致，功就等于力的大小和位移的大小的乘积。即W ＝ F S
想一想：
（1）如果作用力的方向和位移的方向垂直时，这个力做功情况怎样？21世纪教育网
（2）如果作用力和位移方向不在一条直线上（也不是互相垂直）这个力是否做功？怎样计算它的功？请你提出一个方案。
即导出：W ＝ FS COSα
上式说明：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
( http: / / www.21cnjy.com )
2．功是标量：国际单位制中，功的单位是： 符号
是：J . 1焦耳的意义是：
二．正功和负功
请你根据功的公式 W ＝ FS COSα 讨论
（1）当α = 90°时COSα＝ 0 ，W = 0 表示
（2）当α＜ 90°时COSα＞ 0 ，W ＞ 0 表示
（3）当90°＜α≤ 180°时，COSα＜ 0，W＜0，这表示力对物体做
一个力对物体做负功，往往说成物体 做功（取绝对值）。
例如： （请你自己举几个例子）所以正负功的意义只是说明：
在如图所示的物体沿斜面下滑的过程中：
N、f、G三个力中，做正功的是 做负功的是 不做功的是
学以致用：21世纪教育网
讨论力F在下列几种情况下做功的多少[ ]
（1）用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s．
（2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s．
（3）斜面倾角为θ，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s．[ ]
A．（3）做功最多 B．（2）做功最多
C．做功相等 D．不能确定
通过上面的讨论可知：一个力的功只给 有关，而给
无关。
案例：一个质量m = 150kg的雪橇，受到与水平方向成θ= 370 角斜向上的拉
力F = 500N，在水平地面上移动的距离L = 5m。物体与地面间滑动摩擦力
F = 100N。求力对物体所做的总功。
请你解答出这个案例：
结论：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的
功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。也等于这几个力的 。
3． 功率
不同物体做相同的功，所用的时间往往不同。也就是说，做功的快慢并不相同。例：一台起重机能在1min内把1t重的货物提升到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做到。第二台起重机比第一台起重机做功快一倍。
1． 功率的概念：
物理学中规定，一个力所做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。用公式表示就是：P = W / t（表示做功的快慢）
单位：瓦 。符号：（W）1W = 1J/s 技术上常用千瓦（kw）做单位。1kw =1000W
各种机器的实际输出功率常随时间变化，因此有平均功率与瞬时功率之分。
你认为公式P = W / t中的P是一个什么功率？如果要表示瞬时功率，公式应
怎样改写？
2． 额定功率和实际功率
电动机、内燃机等动力机械都标有额定功率，就是：在正常条件下可以长时间工作的最大功率。实际机械输出的功率往往小于这个功率。在特殊情况下，短时间内也可以实际输出功率大于额定功率。（但这对机器有害！）
3．功率与速度
力、位移、时间都与功率相联系。你能根据公式P = W / t和功的定义W=FS推导出功率与速度的关系吗？
21世纪教育网
结果：一个力对物体的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积。
想一想：通过公式P = F V还能反映那些问题？
（1） ｖ表示平均速度时，则
（2） ｖ表示瞬时速度时，则
从P = F V可以看出，汽车，火车等交通工具和各种起重机械，当发动机功率P 一定时，牵引力F与速度V成 ，要增大牵引力，就要
思考：为什么高速火车、汽车、赛车和大型舰船都需要安装大功率发动机？
案例：某型号汽车的发动机额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800 N，求发动机在额定功率下匀速行驶时的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少？
思考：（1）匀速行驶时牵引力与阻力关系如何？
（2）同样阻力下，速度只有54km/h表明了什么问题？
你能解答这个案例吗？（答案：120km/h，27kw。）
四．本节知识要点总结：
1． 功的概念及功的公式：
2． 做功的两个必要因素：
3． 正功、负功：
4． 功率：（额定功率、实际功率、平均功率、瞬时功率）
五．沙场练兵：
1．起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是。（ ）
A．mgh B．mαh
C．m（g＋α）h D．m（g-α）h
2．关于功率以下说法中正确的是（ ）
A．据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B．据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C．据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率21世纪教育网
D．根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
3．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t= 0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t = t1时刻 F 的功率是（ ）
A、F2t1/2m B、F2t12/2m C、F2t1/m D、 F2t12/m
4．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小值为f’，则从抛出至回到出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）．
A．零 B、－f’h C、－2f’h D－4f’h
5．起重机在5s内将2t的货物由静止开始匀加速提升10 m高，若 _____kw。
课后研究题：
质量为2×103 kg的汽车，发动机输出功率为30×103 W．在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时，其加速度为______m/s2．
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第2-3节 功和功率 （导学案）
知识与技能
1. 理解功的概念，知道做功的两个不可缺少的条件。
2. 知道功是标量，理解正功和负功的意义，理解功是能量转化的量度的观点。
3. 理解功率的概念，能运用功率的公式P＝W/t进行有关的计算
4. 会计算恒力的功和有关功率的一般问题.
过程与方法
结合生活中的某些实践进行讨论,达到掌握本节知识的技能和要求.
情感态度价值关
在学习中体会合作探讨知识的乐趣,认识科学与生活的紧密联系.
学习过程
1． 功
一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体 .
请你举几个做功的案例：
下面的几个事例是物理意义上的功吗？
做功的两大因素是： 这是做功的两个不可缺少的因素。
力学里规定：如果力的方向与物体位移方向一致，功就等于力的大小和位移的大小的乘积。即W ＝ F S
想一想：
（1）如果作用力的方向和位移的方向垂直时，这个力做功情况怎样？21世纪教育网
（2）如果作用力和位移方向不在一条直线上（也不是互相垂直）这个力是否做功？怎样计算它的功？请你提出一个方案。
即导出：W ＝ FS COSα
上式说明：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
( http: / / www.21cnjy.com )
2．功是标量：国际单位制中，功的单位是： 符号
是：J . 1焦耳的意义是：
二．正功和负功
请你根据功的公式 W ＝ FS COSα 讨论
（1）当α = 90°时COSα＝ 0 ，W = 0 表示
（2）当α＜ 90°时COSα＞ 0 ，W ＞ 0 表示
（3）当90°＜α≤ 180°时，COSα＜ 0，W＜0，这表示力对物体做
一个力对物体做负功，往往说成物体 做功（取绝对值）。
例如： （请你自己举几个例子）所以正负功的意义只是说明：
在如图所示的物体沿斜面下滑的过程中：
N、f、G三个力中，做正功的是 做负功的是 不做功的是
学以致用：21世纪教育网
讨论力F在下列几种情况下做功的多少[ ]
（1）用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s．
（2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s．
（3）斜面倾角为θ，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s．[ ]
A．（3）做功最多 B．（2）做功最多
C．做功相等 D．不能确定
通过上面的讨论可知：一个力的功只给 有关，而给
无关。
案例：一个质量m = 150kg的雪橇，受到与水平方向成θ= 370 角斜向上的拉
力F = 500N，在水平地面上移动的距离L = 5m。物体与地面间滑动摩擦力
F = 100N。求力对物体所做的总功。
请你解答出这个案例：
结论：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的
功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。也等于这几个力的 。
3． 功率
不同物体做相同的功，所用的时间往往不同。也就是说，做功的快慢并不相同。例：一台起重机能在1min内把1t重的货物提升到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做到。第二台起重机比第一台起重机做功快一倍。
1． 功率的概念：
物理学中规定，一个力所做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。用公式表示就是：P = W / t（表示做功的快慢）
单位：瓦 。符号：（W）1W = 1J/s 技术上常用千瓦（kw）做单位。1kw =1000W
各种机器的实际输出功率常随时间变化，因此有平均功率与瞬时功率之分。
你认为公式P = W / t中的P是一个什么功率？如果要表示瞬时功率，公式应
怎样改写？
2． 额定功率和实际功率
电动机、内燃机等动力机械都标有额定功率，就是：在正常条件下可以长时间工作的最大功率。实际机械输出的功率往往小于这个功率。在特殊情况下，短时间内也可以实际输出功率大于额定功率。（但这对机器有害！）
3．功率与速度
力、位移、时间都与功率相联系。你能根据公式P = W / t和功的定义W=FS推导出功率与速度的关系吗？
21世纪教育网
结果：一个力对物体的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积。
想一想：通过公式P = F V还能反映那些问题？
（1） ｖ表示平均速度时，则
（2） ｖ表示瞬时速度时，则
从P = F V可以看出，汽车，火车等交通工具和各种起重机械，当发动机功率P 一定时，牵引力F与速度V成 ，要增大牵引力，就要
思考：为什么高速火车、汽车、赛车和大型舰船都需要安装大功率发动机？
案例：某型号汽车的发动机额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800 N，求发动机在额定功率下匀速行驶时的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少？
思考：（1）匀速行驶时牵引力与阻力关系如何？
（2）同样阻力下，速度只有54km/h表明了什么问题？
你能解答这个案例吗？（答案：120km/h，27kw。）
四．本节知识要点总结：
1． 功的概念及功的公式：
2． 做功的两个必要因素：
3． 正功、负功：
4． 功率：（额定功率、实际功率、平均功率、瞬时功率）
五．沙场练兵：
1．起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是。（ ）
A．mgh B．mαh
C．m（g＋α）h D．m（g-α）h
2．关于功率以下说法中正确的是（ ）
A．据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B．据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C．据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率21世纪教育网
D．根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
3．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t= 0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t = t1时刻 F 的功率是（ ）
A、F2t1/2m B、F2t12/2m C、F2t1/m D、 F2t12/m
4．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小值为f’，则从抛出至回到出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）．
A．零 B、－f’h C、－2f’h D－4f’h
5．起重机在5s内将2t的货物由静止开始匀加速提升10 m高，若 _____kw。
课后研究题：
质量为2×103 kg的汽车，发动机输出功率为30×103 W．在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时，其加速度为______m/s2．
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