八年级物理11.2《功率》教学详案

教学目标

1.通过日常生活实例和生产实际，采用类比方式，使学生理解功率，并能运用比值法进行定义。

2.通过练习学会功率公式的运用，能解答简单的物理问题。

3.通过对功率概念的理解，能设计测量生活中功率的大小。

教学重点难点

1.重点：对功率概念的认识、功率的计算。

2.难点：功率的计算、测量生活中功率的大小。

教具

多媒体课件等。

教学过程

回顾思考

1.如果一个力作用在物体上，物体在这个力的      移动了一段距离，就说这个力对物体做了功，计算公式为      。

2.物体通过的      与      之比叫做速度，计算公式为      。速度是表示物体      的物理量。

导入新课

1.多媒体导入

多媒体播放：建筑工地上用两种不同的方式把相同的砖运到相同高处。

问：两种方式做功多少相同吗？做功快慢相同吗？

如何比较物体做功的快慢？引出本节的课题：功率。

2.问题导入

指导学生阅读教材第65页“想想议议”，讨论“两人爬楼”的问题：

（1）由图可知：如果小孩的体重为G，老人的体重为1.5G，他们都是从一楼爬到四楼，做功各是多少？谁做功多？

（2）如果小孩用时1分钟，老人用时2分钟，在做功和时间都不相等的情况下，怎样比较他们做功的快慢？

3.问题导入

提出问题

实例1　一个大人和一个小孩分别将5块砖运到二楼（如图所示），这个过程中是否有力对砖做功？做功的多少是否相同？做功的快慢是否相同？

实例2　如果大人和小孩同时不间断地搬砖到二楼共15min，他们对砖做功的多少是否相同？做功的快慢是否相同？

实例3　如果大人和小孩不搬砖，一起爬相同的楼梯，做功相同吗？做功的快慢相同吗？

分析

实例1中，做同样的功，时间不同，时间短的做功快。

实例2中，时间相同，做功多少不同，做功多的做功快。

实例3中，做功的多少不同，时间长短可能不同，很难比较做功的快慢。

引入并板书课题：功率。

进行新课

探究点一　比较物体做功快慢的方法

类比“比较运动的快慢”的方法，结合教材图11.2-1，归纳比较物体做功快慢的方法。

比较运动的快慢

比较做功的快慢

a.若做功相同，可比较做功时间的长短。所用时间越短，做功越快；所用时间越长，做功越慢。

b.若做功时间相同，可比较做功的多少。做功越多，做功越快；做功越少，做功越慢。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例1　小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg，当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼。在此过程中以下判断正确的是（　　）

A.两个人做功的功率相等

B.爸爸做功的功率比小明的大

C.小明做功的功率比爸爸的大

D.无法比较做功的快慢

解析：小明爸爸的质量比小明的质量大，由G=mg可知小明爸爸重力大；由W=Gh可知，小明爸爸上楼过程克服自身重力做功多；父子俩一起从一楼同时走上二楼，说明两人所用时间相同，相同时间内物体做功越多，说明功率越大，故爸爸做功的功率比小明的大，B选项正确。

答案：B

探究点二　功率的概念

（1）功与做功所用时间之比叫做功率。

强调：功率的定义采用了比值定义法。所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，如速度、密度、压强等。

（2）物理意义：表示物体做功快慢的物理量。

提示：功和功率是两个不同的概念，做功多不一定做功快。同样，功率大，不一定做功多。功率大小是由功和时间两个因素共同决定的。

（3）计算公式：P=W/t。

引导学生从“比值定义法”中归纳出功率定义中的“比”是指功和时间之比，从而得出功率的计算公式为P= 。

（4）单位：瓦特，简称瓦，符号：W，1W=1J/s。

常用单位：千瓦，符号：kW，1kW=103W。

引导学生回答：功、时间在国际单位制中的单位分别是什么？[焦耳（J）、秒（s）]

功率的单位是什么？（J/s）

为了纪念瓦特，用瓦特的名字作为功率的单位，即功率的国际单位制中的单位是：瓦特（W）。

1J/s=1W。

1W的物理意义：物体在1s的时间内完成的功是1J。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例2　将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1     （选填“>”“<”或“=”）W2，两次拉力的功率P1     （选填“>”“<”或“=”）P2。

答案：=　<

探究点三　功率的计算

加深对功率的计算公式理解。

定义式：P=W/t。

使用公式时要注意：公式中的三个物理量必须是在同一段时间内对应同一个物体的物理量。

导出式：P=W/t=FS/t=Fv。（引导学生推导出此公式）

讲解：上述公式的意义：物体在拉力F的作用下，沿着拉力F的方向以速度v做匀速直线运动，则拉力的功率P等于拉力F与速度v的乘积。

在功率P一定时，力F与速度v成反比。

追问：当汽车上坡时，司机怎样换挡？为什么？

降低挡位，减小速度，以获得较大的牵引力。另外，要注意速度v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例3　（教材第66页例题）大石头质量为6t，起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m（如图），起重机提升大石头的功率是多少？（g取10N/kg）

解析：根据归纳法解题的原则，我们若要求起重机提升大石头的功率，应该先求什么物理量？

[起重机提升大石头所做的功、所需要的时间（已知）]

若要求起重机提升大石头所做的功，需要求哪些物理量？

[大石头所受重力的大小、提升大石头的高度（已知）]

若要求大石头所受重力的大小，需要知道哪些物理量？

[根据重力计算公式G=mg可知，需要知道大石头的质量（已知）和g（g可取10N/kg）]

解：大石头所受重力的大小

G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N，

起重机提升大石头所做的功

W=Fs=Gh=6×104N×1m=6×104J，

起重机提升大石头的功率

P=W/t=6×104J/15s=4×103W。

例4　我们在超市购物时，常常使用购物车，已知购物车的质量为10kg，小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m，用时4s，求：

（1）购物车的重力；

（2）推力所做的功；

（3）推力的功率。

解析：（1）已知购物车的质量，根据G=mg即可求出购物车的重力；（2）要计算推力所做的功，根据功的计算公式W=Fs，需要知道推力的大小和在推力作用方向上购物车运动的距离，而题意已给出这两个条件，故代入相关数据即可求出推力所做的功；（3）由（2）求出了推力做的功，题意又给出了推力的作用时间，所以根据P= 可求出推力的功率。

解：（1）购物车的重力：

G=mg=10kg×10N/kg=100N 。

（2）推力所做的功

W=Fs=10N×4m=40J。

（3）推力的功率

P=W/t=40J/4s=10W。

探究点四　估测自己的功率

指导学生思考和完成测自己的功率：上楼；引体向上。

思考：若从以上运动方式中选择一种测量自己的功率，思考一下应该测量哪些物理量？依据的原理是什么？用什么工具？

引导学生得出：测人的质量m、楼的高度h、所用时间t；原理：P=W/t= mgh/t；测量工具：磅秤、刻度尺、停表。

测人的质量m、人上升的高度h、上升n次所用的时间t；原理：P=W/t=nmgh/t。

测量工具：磅秤、刻度尺、停表。

指导学生认识：自己在不同状态时的功率大小不一样；测得的功率并非自己的最大功率。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例5　小强同学家住五楼。放学后，他从一楼到五楼共用了20s。若小强及书包总重为48kg，每层楼的高度为3m，则他上楼的功率是      W。（g取10N/kg）

解析：根据功率的定义式P=W/t可知，若要测出小强上楼的功率，需要计算出小强和书包的总重力和小强上楼所需要的时间，所以小强上楼的功率P=288 W。

答案：288

课堂小结

本节课我们主要学习了：

1.功率的定义；

2.功率的物理意义；

3.功率的计算公式；

4.功率的单位。

布置作业

教材第66页“动手动脑学物理”第1至4题。