4.功率的单位：

　　　　　　　 常用单位：千瓦(kw)或焦/秒(J/s)

换算关系：1kw=1000w=1000J/s

3.功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量

国际单位：瓦(w)

2.功率的公式：P=(适用求平均功率)

1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率

4．学生进行测功率活动。

教师：如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢？请同学设计一个测量方案，并进行实际测量。

(激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学探究实验方法和感受实验成果的喜悦。)

预测学生的实验方案可能有：(让学生结合自己的情况来进行设计实验)

方案1：学生快速跑上楼，来测量做功的最大功率；

方案2：估算学生自己平时上楼或爬山过程的功率；

方案3：设计沿某一竹杆或树杆上爬一定的高度，来测量做功功率；

方案4：利用跳绳运动，来测量做功功率；

方案5：测算自己举起杠铃时的最大功率(需要同学的帮忙)；

方案5：……

说明：

(1)有关实验方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，提供学生合作交流的机会。

(2)方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。

(3)根据学生设计的方案，组织学生进行实验。实验结果可让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。

(4)通过亲身的实验活动，达到内化知识，提升能力，培养学生应用物理知识解决实际问题能力，同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。

(在应用物理规律时，不仅要做巩固性练习，而且要结合实际问题情景，让学生在实施的过程中体验如何应用物理知识解决问题，特别是方案设计的讨论有助于促进学生各方面的发展，提高学生学习的兴趣，建议课后安排学生测功率。)

[案例评析]

本节课教学设计不仅注重学生新知识的形成过程，让学生在学习知识的同时体会如何进行科学的思维，使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯，而且在教学过程中注重调动学生自主学习的积极性和主动性，教学设计注意体现物理学的价值，提高学生理论联系实际、解决实际问题能力，在教与学过程中促进学生科学的价值观和世界观形成。

本设计从学生日常生活中的例子出发引导学生进一步的思考，发现问题，然后通过实例分析揭示问题的本质；在此过程教师留给学生独立思考的空间和时间，学生在学习的过程中充满问题意识和创新意识，有效培养了学生的观察能力和探究问题的能力。在得出功率P与力F、速度v的关系之后，教师利用身边常见的现象，应用关系式分析机动车常见的启动问题，突出体现生活中的物理，让学生体验到物理现象就在身边，物理知识不仅有趣，而且还是很有价值的。

板书设计

3.推广式：P=Fvcosα　 (α为力F与瞬时速度v方向间的夹角)

说明：

(1)当F为合外力时，P为合外力做功的功率；当F为某一外力时，P为该力做功的功率；

(2)在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度。

2.公式：P=Fv　　 (F与位移s或v同方向)(板书)

即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。

分析讨论：由v = s / t求出的是物体在时间t内的平均速度，代入公式P=F v求出的功率是F在时间t内的平均功率；如果t取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由P＝Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。

总结：

　　 v是平均速度，P是平均功率(F为恒力，且F与同向)(板书)

P=Fv

　　 v是瞬时速度，P是瞬时功率(板书)

说明：如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。

教师：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

预测学生的回答可能有：

(1)加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。

(2)汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。

(3)……

师生共同分析：

(1) 根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率(超过额定功率)，发动机将因超负荷而过热损坏。

(2) 这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如：

(1)汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，为什么？

(汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，来得到较大的牵引力。)

(2)汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？

(汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，增大输出功率来得到较大的牵引力。)

(3)起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？

(起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，由于牵引力与重物的重力相等，即牵引力保持不变，发动机输出的功率越大，起吊的速度就越大。)

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？

教师：由P = W / t求出的是瞬时功率还是平均功率?　

学生小组讨论后得出：由公式P = W / t求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式P = W / t求出的功率是平均功率。　

教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？

(人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。)

教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？

(奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动，因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。)

说明：让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。

教师：你对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的？

① 额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。

额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额定功率下工作。

②实际功率：机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。

实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。

机车启动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。

③ 平均功率：物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/t描述，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率。

④瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示，必须注意F、v与P的同时性。

很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？并与同学进行交流。

教师：(课件展示)

(1)当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？

(2)当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？

(3)当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系？

根据公式P =F v可知，物体的运动速度v与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。课件展示下列关系：

F一定时，P∝v　 (板书)

据P=Fv可得　 v一定时，P∝F　 (板书)

P一定时，F∝ (板书)

1. 功率与力、速度的关系推导　 (板书)

教师：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？

预测学生的回答可能有：

(1)载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大；

(2)载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小；

(3)载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些；

(4)……

说明：上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案(1)。

接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。(让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯)

教师：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其牵引力大小为F，运行速度为v，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？

(注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。)

7. 一些常见机械做功功率

(1)汽车发动机5×10⁴ W-15×10⁴ W　　　　 (2)摩托车约2×10³ W　

(3)喷气客机约2×10⁸ W　　　　　　　 (4)人心脏跳动的功率1.5W左右

(5)火箭的发动机约1×10¹³ W　　　　 (6)万吨巨轮10⁶W以上

(7)蓝鲸游动的功率可达350kW　　　 (8)人的平均功率约1×10² W

(9)优秀运动员短时间内的功率可达1000W　

6. 讨论与交流：

小实验：把一段粉笔放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使粉笔开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力不做功？如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？

提示：

(1)比较不同倾角时的功率，应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。

(2)实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行推演，使思维更加严密。