《功和功率》教案

时间:2024-05-23 08:21:32 教案 我要投稿
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《功和功率》教案

  作为一名人民教师,时常要开展教案准备工作,教案是备课向课堂教学转化的关节点。那要怎么写好教案呢?下面是小编为大家收集的《功和功率》教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

《功和功率》教案

《功和功率》教案1

  一、教学设计思路

  在前面已经学了电功和电功率的知识,对于本节课学生已经不会感觉到陌生。在教学中要充分的强调功是能量转化的量度这一点,让学生明白功的两个因素是力和距离发,教材上也用了很多的例子,大量的图片事例来说明这一点。可以作一下教材上的实验,使学生对影响功的两个因素有充分的认识。

  二、教学目标

  知识与技能

  解释做功是能量转化或转移的过程。

  能背诵功的概念,阐明使用任何机械都不能省功。

  过程与方法

  通过观察和实验了解功的物理意义。

  情感价值观

  具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

  三、重点难点

   功的计算

  影响功的两个因素通过实验来得出,设计表格得出公式w=fs

  四、教学媒体

  多媒体电脑,投影机

  、课时建议

  1课时

  六、教学过程

  教学步骤 教师活动 学生活动

  引入 播放踢足球的动画引入在力的作用下足球有了动能和势能,放映图片"炮打飞人,掷铁饼的图片",放映功的视频文件,还有课本上的图片。提出问题,它们的共性是什么? 观看图片并思考他们的共性。准备回答问题

  功 通过上面的例子向学生提问它们的共性。总结结论

  物体在力的作用下动能和势能发生了改变,我们就说力对物体做了功(work) 学生回答问题,通过课本上刹车的例子,体会生命的可贵。

  影响功的两个因素 观看马拉车,举杠杆,人提水桶不做功的动画。让学生思考为什么有的做了功,有的没有做功。得出一个设想。

  做实验验证自己的设想,学生分组做课本上动滑轮的实验,在设计一个定滑轮的实验

  总结学生的结论总结规律:

  功和力和在距离有关,这两个量的乘积是不会变的

  物理学上把力和力的方向上移动的.距离的乘积叫做功(work)

  功=力×力的方向上移动的距离

  用公式表示就是w=fs

  w--功--焦耳(j)

  f--力--牛顿(n)

  s--距离--米(m)

  讲解焦耳的生平和对科学的贡献 学生观看并思考。做分组实验。

  得出结论,总结共性,在实验中得到乐趣,体会经过验证得出的结论才是正确的结论。

  通过焦耳的例子体会科学探索的过程的科学家的贡献。体会物理来源于生活,作用于生活

  想想议议 结合人提水桶不做功的动画来想想为什么要强调"在力的方向上" 学生讨论,得出结论

  七、板书设计

  第三节 功和功率

  功

  力和力的方向上移动的距离的乘积叫做功(work)

  用公式表示就是w=fs

  w--功--焦耳(j)

  f--力--牛顿(n)

  s--距离--米(m)

《功和功率》教案2

  (一)引入课题

  首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容,重点是功的概念和功的物理意义.

  然后提出力对物体做功的实际问题中,有做功快慢之分,物理学中又是如何来描述的?这节课我们就来研究这个问题.

  (二)教学过程

  1、功率

  初中同学们学习过功率的有关知识,都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量.我们一起讨论一些问题.

  力f1对甲物体做功为w1,所用时间为t1;力f2对乙物体做功为w2,所用时间为t2,在下列条件下,哪个力做功快?

  a.w1=w2,t1>t2; b.w1=w2,t1

  c.w1>w2,t1=t2; d.w1

  上述条件下,哪个力做功快的问题学生都能作出判断,其实都是根据w/t这一比值进行分析判断的.让学生把这个意思说出来,然后总结并板书如下: 功率是描述做功快慢的物理量.

  功和完成这些功所用的时间之比,叫做功率.如果用w表示功,t表示完成这些功所用的时间,p表示功率,则:

  p=w/t

  明确告诉学生上式即为功率的定义式,然后说明p的单位,w用j、t用s作单位,p的单位为j/s,称为瓦特,符号为w.最后分析并说明功率是标量.

  接下来着重说明,功率的大小与单位时间内力所做的功为等值.

  至此,再将功的定义式与速度v的定义式作类比,使学生理解,虽然研究的是不同性质的问题,但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备).然后提出问题,与学生一起讨论功率的物理意义.

  上一节我们讲了功的概念、功的公式之后,经过分析和讨论,对功的物理意义已有所了解.谁能复述一下?

  在学生说出做功过程是能量转化过程之后,立即启发:那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗?因此,应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量,并将这一认识进行板书.

  2、平均功率与瞬时功率

  举例:一个质量是1.0kg的物体,从地面上方20m高处开始做自由落体运动,第1s时间内下落的位移是多少?(与学生一块算出是5m,g取10m/s2)这1s内重力对物体做多少功?(与学生一起算出w1=50j)第2s时间内物体下落的位移是多少?(15m)这1s内重力对物体做多少功?(w2=150j)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大?(p1=50w,p2=150w)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大?(p=100w)

  指出即使是同一个力对物体做功,在不同时间内做功的功率也可能是有变化的.因而,用p=w/t求得的功率只能反映t时间内做功的.快慢,只具有平均的意义.板书如下: (1)平均功率:

  p=w/t (2)瞬时功率

  为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢,引入了瞬时功率的概念,即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量.

  提出瞬时功率如何计算的问题后,作如下推导:

  一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式:

  p=w/t=w = f·s/ t, 而s/t=v

  所以:p= f·v

  当t值足够小时,v就表示某一时刻的瞬时速度,所以这时p就表示该时刻的瞬时功率.

  因此 p=f·v 就是瞬时功率计算公式

  讨论:

  ①如果作用于物体上的力f为恒力,且物体以速度v匀速运动,则力对物体做功的功率保持不变.此情况下,任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的.

  ②很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作(如汽车),根据p=fv可知:

  当路面阻力较小时,牵引力f也小,v可以大,即汽车可以跑得快些;

  当路面阻力较大,或爬坡时,需要比较大的牵引力,v必须小.这就是爬坡时汽车换低速挡的道理.

  ③如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内,速度逐渐增大过程中,牵引力仍可增大,即f和v可以同时增大,但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度,即当fv=p额.以后,这种情况不可能实现.

  应用公式p=fv计算m=1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率.

  由v1=10m/s按公式求得p1=100j;由v2=20m/s按公式求得p2=200j.

  根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义.最后指出,此题中是重力对物体做功,使重力势能逐渐向动能转化.随着时间的延续,重力势能向动能转化加快.

  3、例题讲解

  例

  1、如图1所示,位于水平面上的物体a的质量m=5kg,在f=10n的水平拉力作用下从静止开始向右运动,位移为s=36m时撤去拉力f.求:在下述两种条件下,力f对物体做功的平均功率各是多大?(取g=10m/s2)

  (1)设水平面光滑;

  (2)设物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.15.

  解答过程可分为三个阶段:

  ①让学生计算力f在36m位移中所做的功,强调功只由f和s这两个要素决定,与其它因素无关,因而两种情况下力f做的功相同,均为w=360j.

  ②由同学计算这两次做功所用的时间.用牛顿第二定律求出:

  分别求出t1=6s,t2=12s.

  ③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得p1=60w,p2=30w.

  如果有的同学用公式vt2=2αs分别求出每次的末速度,再用公式:

  求出每次的平均速度 和 ,最后用 求得最后结果也可以,并指出这是解决问题的一另一思路。

  例

  2、如图2所示,位于水平面上的物体a,在斜向上的恒定拉力作用下,正以v=2m/s的速度向右做匀速直线运动.已知f的大小为100n,方向与速度v的夹角为37°,求:

  (1)拉力f对物体做功的功率是多大?

  (2)物体向右运动10s的过程中,拉力f对它做多少功?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  通过此例题的解答,让学生掌握功率的计算公式p=fvcosα,并提醒学生,不要认为f与v总是在同一直线上;并且知道,在功率已知的条件下,可以用w=p·t计算一段时间内力所做的功.第(1)问的结果为p=160w;第(2)问的结果为w=1600j.

  例

  3、课本p.139上的例题,注意区分几个概念.

  (三)课堂小结

  1、我们讲了功率概念之后,得到了两个公式,定义式p=w/t和瞬时功率的公式p=f·v.

  2、公式p=w/t中的t趋近于零时,p即为瞬时功率.不过此公式主要用来计算平均功率.公式p=fv中,当v为瞬时速度时,p即为瞬时功率;当v用平均速度 时,也可计算平均功率.当然要注意 所对应的时间段.

  说明:

  1、将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义,如一台电动机的额定功率是10kw,表明它每秒钟可以将10kj的电能转化为机械能,不管它是否工作.因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小.

  2、力可以做负功,自然也有负功率.学生不问到时可以不讲,课本上也没讲,重要的不是功率的正负问题,而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢.例如,一物体沿粗糙水平面向前滑动,根据p=f·v可知其机械能向内能转化,转化的快慢与速度v成正比,这就表达清楚了,没有强调负功率的必要。

《功和功率》教案3

  教学目标

  1知道力学中的功的含义。

  2理解力学中做功的两个必要的因素。

  3理解功的计算式和单位,会用公式进行简单计算。

  4理解功率,知道什么是功率,知道功率的物理定义,知道计算功率的公式及功率的单位。

  5会用功率的公式进行简单的计算。

  6知道力学中的功的含义;理解力学中做功的两个必要的因素。

  7理解功的计算式和单位,会用公式进行简单计算。

  一.复习,知识准备

  1.力的三要素是什么?2、水平推箱子,推力方向怎样?向上提箱子,拉力方向如何?4、重力的方向如何?

  二.引入新课

  依日常生活中一些做:“工”和“功”的例子。引入新课并启发学生区分“工”与“功”,进一步得出做功的两个必要因素。

  三.新课教学

  1.力学里所说的功包括两个必要的因素:

  (1)作用在物体上的力。(F)

  (2)物体在力的方向上通过的距离。(S)

  2.举例几个不做功的例子:

  (1)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。如在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动。没受力。

  (2)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。如一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体没有做功。

  (3)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离不是在力的方向上移动的。如手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力没有对桶做力。

  3.功的计算,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

  (1)功的计算式:W=FS

  (2)功的单位:焦耳,1焦=1牛米。

  (3)功的大小与作用在物体上的力成正比,跟物体通过的.距离成正比。

  4.1焦耳的物理含义:在1牛顿力的作用下,物体在这个力的方向上通过的距离是1米。

  甲同学把一桶水提到3楼用了30秒,而乙同学把同样的一桶水提到3楼却用了40秒,问谁做功快?如果甲物体1分钟做了300J的功,而乙物体40秒钟做了240J的功,问谁做功快?从而提出物体做功的快慢用功率表示来引入新课。

  1.功率是表示物体做功快慢的物理量。

  2.功率的定义:单位时间内完成的功叫做功率。

  3.功率的定义式:P=W/t

  4.功率的单位:瓦特(符号W)1瓦=1焦/秒;1千瓦=1000瓦。

  5.物理意义:1瓦表示物体在一秒钟内完成的功是1焦。

  6.介绍功率另一个单位:1马力=0.735千瓦=735瓦。

  7.一些机械常见的功率。(学生阅读)

  8.例题(P215),用分析法分析,板书。

  P=W/t而W=Gh、G=mg、m=ρv

  9.绍额定功率(铭牌上的功率)。

  四小结及测试。

  五.布置作业。

《功和功率》教案4

  教学目的:

  1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;

  2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。

  3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。

  教学重点难点:

  1、电功率的定义、公式和单位;

  2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。

  教具准备:

  36V40w电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、

  电压表各1只,变阻器、电源各1个。

  教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。

  教学过程:

  一、复习引入:

  1、怎样比较物体运动的快慢?

  2、怎样比较物体做功的快慢?

  3、怎样比较电流做功的快慢?

  [例题1]

  电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功7xxxxj;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40000j,电流通过哪一个电动机做功多?

  二、讲授新课:

  1、电功率

  (1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。

  注:电功率是表示电流做功快慢的`物理量。

  (2)公式:

  根据定义:P=w/t,w=UIt

  所以,P=w/t=UIt/t=UI

  上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。

  (3)单位:瓦、千瓦,1kw=1000w

  由公式得w=Pt得

  w=Pt=1kw×1h=1kw·h

  =1000w×3600s=3。6×106j

  即:1kw·h=3。6×106j

  [例题2]

  一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?

  (4)演示实验:(运行课件)

  实验数据比较:

  三、作业:

  1、课本本节的练习3、4。

  2、预习下节实验:

  ⑴实验的目的是什么?

  ⑵必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?

  ⑶需要哪些实验器材?

  ⑷实验中为何要用滑动变阻器?它和灯泡如何连接?

  ⑸怎样组成电路?请画出实验电路图。

  ⑹怎样设计实验数据记录表格?

  ⑺在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?

《功和功率》教案5

  第三节 功和功率

  教学

  目标

  1 知道力学中的功的含义。

  2 理解力学中做功的两个必要的因素。

  3 理解功的计算式和单位,会用公式进行简单计算。

  4 理解功率,知道什么是功率,知道功率的物理定义,知道计算功率的公式及功率的单位。

  5 会用功率的公式进行简单的计算。

  重点

  知道力学中的功的含义;理解力学中做功的两个必要的因素。目标4

  难点

  理解功的计算式和单位,会用公式进行简单计算。目标5

  教具

  演示

  学生

  主 要 教 学 过 程

  教学过程设计

  一.复习,知识准备

  1.力的三要素是什么?2、水平推箱子,推力方向怎样?向上提箱子,拉力方向如何?4、重力的方向如何?

  二.引入新课

  依日常生活中一些做:“工”和“功”的例子。引入新课并启发学生区分“工”与“功”,进一步得出做功的两个必要因素。

  三.新课教学

  1.力学里所说的功包括两个必要的`因素:

  (1) 作用在物体上的力。 (F)

  (2) 物体在力的方向上通过的距离。 (S)

  2.举例几个不做功的例子:

  (1)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。如在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动。没受力。

  (2)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。如一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体没有做功。

  (3)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离不是在力的方向上移动的。如手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力没有对桶做力。

  3.功的计算,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

  (1)功的计算式:W=FS

  (2)功的单位:焦耳,1焦=1牛米。

  (3)功的大小与作用在物体上的力成正比,跟物体通过的距离成正比。

  4.1焦耳的物理含义:在1牛顿力的作用下,物体在这个力的方向上通过的距离是

  甲同学把一桶水提到3楼用了30秒,而乙同学把同样的一桶水提到3楼却用了40秒,问谁做功快?如果甲物体1分钟做了300J的功,而乙物体40秒钟做了240J的功,问谁做功快?从而提出物体做功的快慢用功率表示来引入新课。

  1.功率是表示物体做功快慢的物理量。

  2.功率的定义:单位时间内完成的功叫做功率。

  3.功率的定义式:P=W/t

  4.功率的单位:瓦特(符号W)1瓦=1焦/秒;1千瓦=1000瓦。

  5.物理意义:1瓦表示物体在一秒钟内完成的功是1焦。

  6.介绍功率另一个单位:1马力=0.735千瓦=735瓦。

  7.一些机械常见的功率。(学生阅读)

  8.例题(P215),用分析法分析,板书。

  P=W/t 而W=Gh、G=mg、m=ρv

  9.绍额定功率(铭牌上的功率)。

  四 小结及测试。

  五.布置作业。

  四. 例题(P167)

  五.小结及五分钟测试。

《功和功率》教案6

  课题:电功和电功率

  课型:新授课

  设计:何xx

  编写时间:20xx年12月5日

  执行时间:20xx年12月8日

  教学目的:

  1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;

  2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。

  3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。

  教学重点难点:

  1、电功率的定义、公式和单位;

  2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。

  教具准备:

  36V40W电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、

  电压表各1只,变阻器、电源各1个。

  教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。

  教学过程:

  一、复习引入:

  1、怎样比较物体运动的快慢?

  2、怎样比较物体做功的快慢?

  3、怎样比较电流做功的快慢?

  电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功72 000J;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40 000J,电流通过哪一个电动机做功多?

  二、讲授新课:

  1、电功率

  (1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。

  注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。

  (2)公式:

  根据定义:P=W/t,W=UIt

  所以,P=W/t=UIt/t=UI

  上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。

  (3)单位:瓦、千瓦,1 kW=1 000 W

  由公式得W=Pt得

  W=Pt=1 kW×1 h=1 kW · h

  =1 000 W×3 600 s=3.6 ×106J

  即:1 kW · h = 3.6 ×106J

  一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100 h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?

  (4)演示实验:(运行课件)

  实验数据比较:

  2、额定电压与额定功率:

  (1)定义:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。

  (2)额定电压和额定功率的关系:

  当 U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作

  U实>U额,则P实>P额,用电器容易损坏

  U实

  三、小结:电功和电功率的比较

  四、作业:

  1、课本本节的`练习3、4。

  2、预习下节实验:

  ⑴实验的目的是什么?

  ⑵必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?

  ⑶需要哪些实验器材?

  ⑷实验中为何要用滑动变阻器?它和灯泡如何连接?

  ⑸怎样组成电路?请画出实验电路图。

  ⑹怎样设计实验数据记录表格?

  ⑺在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?

《功和功率》教案7

  教学目标

  1、掌握功的公式W=Flcos α及公式的适用范围,只适用于恒力,L应为对地位移。

  2、功的概念和做功两个要素。理解正、负功的概念,会用功的公式进行计算。

  3、的运用,通常指平均功率,为瞬时功率。

  核心知识

  1、功的公式W=Flcos α及公式的适用范围。

  2、正、负功的概念,会用功的公式进行计算。

  3、的运用,通常指平均功率,为瞬时功率。

  核心能力

  1、理解正、负功的含义,能解释相关现象。

  科学品质

  1、生产、生活中处处体现了功的问题。

  2、感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观

  教学重点

  1、功的公式W=Flcos α 。

  2、正、负功的概念,用功的公式进行计算。

  教学难点

  1、正、负功的概念,用功的公式进行计算

  2、通常指平均功率,为瞬时功率。用,分析汽车的启动。

  教学方法

  教师启发、引导学生思考,讨论、交流学习成果。探究法、讨论法、实验法。

  (一)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。下面我们就来学习功。

  (二)新课内容

一、功

  1、功的定义:力和力的方向上的位移的乘积叫力对物体做的功。

  1.功的公式:W=Flcos?α,其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移的夹角.

  2.功是标量.在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J、

  练习1:如图2所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l、已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则雪橇受到的( )

  图2

  A.支持力做功为mgl

  B.重力做功为mgl

  C.拉力做功为Flcos θ

  D.滑动摩擦力做功为-μmgl

  答案C

  解析支持力和重力与位移方向垂直,不做功,A、B错误;拉力和滑动摩擦力做功分别为W1=Flcos θ,W2=-μ(mg-Fsin θ)l,C正确,D错误.

二、正功和负功

  1.力对物体做正功或负功的条件

  由W=Flcos α可知

  (1)当α=时,W=0,力F对物体不做功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).

  (2)当0≤α<时,W>0,力F对物体做正功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).

  (3)当<α≤π时,W<0,力F对物体做负功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).

  2.总功的计算

  当一个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总功等于:

  (1)各个力分别对物体所做功的代数和.

  (2)几个力的合力对物体所做的功.

  例题2:(多选)质量为m的物体,静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l,如图3所示.物体始终相对斜面静止,则下列说法正确的是( )

  图3

  A.重力对物体做正功B.合力对物体做功为零

  C.摩擦力对物体做负功D.支持力对物体做正功

  答案BCD

  解析物体的受力和位移如图所示,支持力FN与位移l的夹角α<90°,故支持力做正功,D选项正确;

  重力方向与位移方向垂直,故重力不做功,A选项错误;摩擦力Ff与位移l的夹角大于90°,故摩擦力做负功,C选项正确;物体做匀速运动,所受合力为零,合力做功为零,B选项正确.

  例题3:如图4所示,一个质量为m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10 N作用,在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l=2 m,已知物体和地面间的动摩擦因数为0、3,g取10 m/s2,求外力对物体所做的总功.(cos 37°=0、8,sin 37°=0、6)

  图4

  答案7、6 J

  解析物体受到的摩擦力为:Ff=μFN

  =μ(mg-Fsin 37°)=0、3×(2×10-10×0、6) N=4、2 N

  解法一先求各力的功,再求总功.

  拉力F对物体所做的功为:

  W1=Flcos 37°=10×2×0、8 J=16 J

  摩擦力Ff对物体所做的功为:

  W2=Fflcos 180°=-4、2×2 J=-8、4 J

  由于重力、支持力对物体不做功,故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和,即W=W1+W2=7、6 J、

  解法二先求合力,再求总功.

  物体受到的合力为:

  F合=Fcos 37°-Ff=10×0、8 N-4、2 N=3、8 N,方向水平向右

  所以W=F合lcos α=3、8×2×cos 0° J=7、6 J、

  练习2:起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下,做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?(不计阻力,g=9、8m/s2)

  (1)匀加速提高,加速度a1=0、2m/s2;

  (2)匀速提高;

  (3)匀减速下降,加速度大小a2=0、2m/s2、

  答案:(1)拉力和重力;W拉=2×103J,WG= -1、96×103 J;拉力做正功,重力做负功

  (2)拉力和重力;均等于1、96×103 J;拉力做正功,重力做负功

  (3)拉力和重力;拉力做功-2×103 J;重力做功1、96×103 J;拉力做负功,重力做正功

三、功率

  1.意义:功率是表示做功的快慢的物理量.

  2.定义:功W与完成这些功所用时间t之比.

  3.定义式:P=、单位:瓦特,简称瓦,符号是W、常用单位,千瓦,符号是Kw。

  4.功率是标量,只有大小,没有方向。

  例题4:质量为1 kg的物体做自由落体运动,经过2 s落地,下落过程中重力的平均功率为________,落地前瞬间重力的瞬时功率为________.(g=10 m/s2)

  答案100 W 200 W

  练习3:某人用同一水平力F先后两次拉同一物体,第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离,第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离.若先后两次拉力做的功分别为W1和W2,拉力做功的平均功率分别为P1和P2,则( )

  A.W1=W2,P1=P2

  B.W1=W2,P1>P2

  C.W1>W2,P1>P2

  D.W1>W2,P1=P2

  答案B

  解析两次拉物体用的力都是F,物体的位移都是l,由W=Flcos α可知W1=W2;物体在粗糙水平面上前进时,加速度a较小,由l=at2可知用时较长,再由P=可知P1>P2,选项B正确.

四、功率与速度的关系

  例题5:在光滑水平面上,一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做加速运动,经过一段时间t,末速度为v、求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率.

  (1)在t时间内力F的功率;

  (2)在t时刻力F的功率.

  答案(1)物体在t时间内的位移l=

  W=Fl=Fvt

  在t时间内力F的功率为平均功率

  ==Fv

  (2)t时刻的功率为瞬时功率

  P=Fv、

  1.一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率,等于这个力与物体速度的乘积.

  2.关系式:P=Fv、

  (1)若v是物体在恒力F作用下的平均速度,则P=Fv对应这段时间内的平均功率.

  (2)若v是瞬时速度,则P表示该时刻的瞬时功率.

  3.实际功率:指机器工作中实际输出的功率.

  额定功率:指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值.

  4.应用:由功率速度关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的输出功率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度.

  例题6:如图5所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0、5,已知:sin 37°=0、6,cos 37°=0、8,g取10 m/s2,求:

  图5

  (1)前2 s内重力做的功;

  (2)前2 s内重力的平均功率;

  (3)2 s末重力的瞬时功率.

  答案(1)48 J (2)24 W (3)48 W

  解析(1)木块下滑过程中,由牛顿第二定律得:

  mgsin θ-μmgcos θ=ma

  前2 s内木块的位移大小为x=at2

  联立解得:x=4 m,a=2 m/s2

  所以重力在前2 s内做的功为

  W=mgsin θ·x=2×10×0、6×4 J=48 J;

  (2)重力在前2 s内的平均功率为

  ==W=24 W;

  (3)木块在2 s末的速度大小为v=at=2×2 m/s=4 m/s

  2 s末重力的瞬时功率为

  P=mgsin θ·v=2×10×0、6×4 W=48 W、

  练习4:列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率.已知匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即Ff=kv2、设提速前匀速运动速度为180 km/h,提速后匀速运动速度为240 km/h,则提速前与提速后机车发动机的功率之比为( )

  A、 B、 C、 D、

  答案C

  解析匀速运动时,F=Ff=kv2

  P=Fv,则P=kv3

  故提速前与提速后机车发动机的功率之比为

  P1∶P2=v13∶v23=27∶64、

  五、板书设计

  六、作业布置

  课堂作业:课本P78全部

  七、小结

《功和功率》教案8

祝福青春

  教学目标

  一、知识与技能

  1.知道做功是能量转化或转移的过程。

  2.理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。

  3.理解功率的概念。

  二、过程与方法

  通过观察和实验了解功的物理意义。

  三、情感、态度与价值观

  具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

  教学重点:

  理解功和功率的概念。

  教学难点:

  理解并会计算功率。

  教学过程

  一、引入新课

  1.复习:力的三要素是什么?水平推箱子,推力方向怎样?向上提箱子,拉力方向如何?重力的方向如何?

  2.引入新课:举日常生活中一些做:“工”和“功”的例子。引入新课并启发学生区分“工”与“功”,进一步得出做功的两个必要因素。

  二、新课学习

  (一)功

  1.力学中的功

  a .做功的两个必要因素:

  (1)作用在物体上的.力。 (F)

  (2)物体在力的方向上通过的距离。 (S)

  b.举例几个不做功的例子:

  (1)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。如在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动。没受力。

  (2)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。如一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体没有做功。

  (3)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离不是在力的方向上移动的。如手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力没有对桶做力。

  2.功的计算

  力学里所说的功包括两个必要的因素,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

  (1)功的计算式: W = FS

  (2)功的单位:焦耳J,1焦=1牛?米。焦耳的物理含义:在1牛顿力的作用下,物体在这个力的方向上通过的距离是。

  (3)功的大小与作用在物体上的力成正比,跟物体通过的距离成正比。

  3.功的原理

  播放视频:用动滑轮省功吗?

  播放视频:功的原理

  事实表明,使用机械时,人们所做的功都不会少于人们不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理。

  (二)功率

  播放动画:功率

  从比较人和挖土机做工快慢引出功率概念。或者创设情境,甲同学把一桶水提到3楼用了30秒,而乙同学把同样的一桶水提到3楼却用了40秒,问谁做功快?如果甲物体1分钟做了300J的功,而乙物体40秒钟做了240J的功,问谁做功快?从而提出物体做功的快慢用功率表示来引入新课。

  在动画中选择相应内容的按钮进行学习。

  1.功率是表示物体做功快慢的物理量。

  2.功率的定义:单位时间内完成的功叫做功率。

  3.功率的定义式: P = W / t

  4.功率的单位:瓦特(符号W)1瓦=1焦/秒;1千瓦=1000瓦。

  5.物理意义:1瓦表示物体在一秒钟内完成的功是1焦。

  6.介绍功率另一个单位:1马力=0.735千瓦=735瓦。

  7.一些机械常见的功率。(学生阅读)

  8.绍额定功率(铭牌上的功率) 。

  三、小结

  这节课我们认识了功和功率,也学会了计算功和功率。功是力和力的方向上移动的距离的乘积,功率是单位时间内所做的功。

  四、板书设计

  第三节功和功率

  功

  力学中的功

  功的计算: W = FS

  功的原理:使用任何机械都不省功。

  功率

  P = W / t

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