2017_2018学年高中物理功和功率第2节功和能教学案鲁科版必修
高中物理第1章功和功率第2节功和能课件鲁科版必修2
做功和能的转化
[先填空] 1．能的概念 一个物体能够对别的物体 做功，我们就说这个物体具有 能．能有各种不同 的形式，如动能、内能、风能、势能等． 2．功能关系 做功的过程就是 能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化．即 功是 能量转化的量度．
3．机械做功的本质 做功的机械是 传递能量、实现能量转化的装置．机械做功只能将能量从一 个物体 转移到另一个物体或者将一种形式的能量 转化为另一种形式的能量．
2.功的原理 使用任何机械时，动力对机械所做的功总是 等于 机械克服阻力所做的功．
3．公式表达 W动＝W阻＝ W有用＋W额外 或W输入＝ W输出＋W损失 ．
4．机械原理 使用任何机械都不能 省功．做一定量的功，要省力就要增大做功时的位移， 而要减小做功时的位移就要多 用力．
[再判断] 1．使用先进机械能省功，使用一般机械不能省功．( ×) 2．功的原理是机械普遍适用的基本原理．( √ ) 3．使用某些机械时可以省力．( √ )
[合作探讨] 如图1－2－2所示，通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将一重物 匀速提高2 m，已知重物的质量为 100 kg，动滑轮自身的质量为1 kg，绳的质量 和摩擦均不计，(g取10 m/s2)．
功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用于 各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功．(适 用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功．
知识Leabharlann 点一 学业
第2节 功和能
分 层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.知道机械功的原理，懂得使用任何机械 都不能省功．(重点) 2．理解功和能的含义，能举例说明功是 能量转化的量度．(重点、难点) 3．知道机械做功的本质是能量转化的过 程.
高中物理《功和能》教案
高中物理《功和能》教案第一篇：高中物理《功和能》教案功和能一、教学目的：1．知道在能量相互转化过程中，转化了的能量的多少，可以由做功的多少来确定。
2．知道做功的过程就是物体能量的转化过程。
3．知道功是能量转化的量度。
4．为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备二、重点难点：1．理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。
2．理解功是能量转化的量度是本节的难点。
3．能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法：演示、讲授、讨论、练习。
四、教具：滚摆、皮球、重物、弹簧五、教学过程（一）引入新课复习提问：在初中，我们已经学过关于能的初步知识，请说出学过哪几种形式的能？（机械能、热能、电能、化学能等）。
不同形式的能量是可以相互转化的，各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢？板书课题：第三节功和能（二）进行新课提问：请同学们举出一些物体能够做功的例子。
（1）流动的河水能够推动水轮机做功，说明流动的河水能够做功。
（2）人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就把木桩打入地里，说明被举高的重锤能够做功。
（3）风吹着帆船航行，流动的空气能够对帆船做功。
（4）运动着的钢球打在木块上，能把木块推走，运动的钢球能够做功。
（5）射箭运动员把弓拉弯，放手后被拉弯的弓能把箭射出去，说明拉弯的弓能够做功。
（引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能）1．一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量提问：我们知道，各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒，那么在这个转化过程中，功扮演着怎样的角色？讨论：（1）只有重力做功时，重力势能和动能发生相互转化。
演示：把一个滚摆悬挂在框架上，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点，放开手，观察滚摆的运动，并思考它的动能和势能的变化。
分析说明：滚摆升高到最高点，放开手，在下落过程中，滚摆的动能增加，同时滚摆的重力势能减少，重力对滚摆做了功．重力对滚摆做了多少功，就有多少重力势能转化为动能．同理，在上升过程中，滚摆克服重力做功，滚摆的重力势能就增加，滚摆克服重力做了多少功，重力势能就增加多少．小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（2）只有弹力做功时，弹性势能和动能发生相互转化．[演示]拿一根弹簧，水平放置，一端固定，另一端上放一小球并压缩．待静止后放手，小球将被弹出去．观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况，并思考弹性势能和动能的变化．分析说明：被压缩的弹簧放开时把小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的势能减少．弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能．小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（3）机械能与内能的转化． [实例]列车在机车的牵引下加速运动．分析说明：列车在机车的牵引下加速运动，列车的机械能增加，同时机车的热机消耗了内能．牵引力对列车做了多少功，就有多少内能转化为机械能．小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度．（4）机械能与化学能的转化． [实例]用手抛出一个皮球．分析说明：你用手抛出一个皮球，对皮球做功的时候，皮球获得动能，同时贮存在你体内的化学能减少，你抛球时做的功越多，皮球获得的动能就越多，你体内的化学能减少的也就越多．实际上，皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的，而且你做了多少功，就表示有多少化学能转化为皮球的机械能．小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．[实例]起重机提升重物。
物理：鲁科版 必修2 1..2 功和能 (教案)
第2节功和能一、教学目标：(一>知识目标1、知道能量地定义，知道对应于不同地运动形式具有不同地能量；2、知道物体能够对外做功是因为物体具有能量；3、理解功是能量转化地量度；4、理解不同能量之间地转化，知道转化中总能量守恒.<二）能力目标1、能从能量转化地角度来分析物体地运动，解决有关能量地问题；2、知道功和能之间地区别和联系.<三）德育目标通过学习功和能之间地关系，使学生了解事物之间是相互联系地，并学会从功能角度去探索自然规律.二、教学重点1、理解功和能地关系；2、知道能量地转化用做功来量度.三、教学难点在具体地问题中如何得到能量地转化情况，并用做功来定量地反映这种转化.四、教学方法实验法、举例法五、教学用具投影仪、CAI课件六、课时安排 1课时七、教学步骤<一）导入新课初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律地内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能地总量保持不变.<二）新课教学１、能地概念<1）、用多媒体展示下列物理情景，把四幅图对比在同一幅画面上.①流动地河水冲走小石块；②飞行地子弹穿过木板；③自由下落地重物在地上砸了一个坑；④压缩地弹簧把物体弹出去.<2）、分析概括图片中流动地河水、飞行地子弹、下落地重物、压缩地弹簧都各自对物体做了功.<3）、总结：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能.<板书）<4）、同学们结合生活，举些物体具有能量地例子.张紧地弓能够做功，所以它具有能；电动机通电后能够做功，它具有能.打夯机能做功，它具有能；流动地空气能做功，它具有能.<5）、结合学生所举例子总结：物质地不同运动形式对应着不同地能.例如：有形变地弹簧具有弹性势能，流动地空气具有动能等.<6）、①演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动.②分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能.松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧地弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能.③总结：各种不同形式地能量可以相互转化，而且转化过程中守恒. <7）、用多媒体展示几种现象，学生分析能量地转化情况.①水冲击水轮发电机发电.机械能—电能；②太阳出来，照耀森林.太阳能—生物能.③傍晚，电灯亮了.电能—光能<内能）过渡引言：上边我们分析了几个能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关地是做功，那么，功和能之间到底有什么关系呢？２、功和能地关系<1）、用多媒体展示下边几个过程①人拉重物在光滑水平面上由静止而运动；②在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动；③火车在铁路上前进.<2）、师生共同分析①中人对重物做功地过程中，人地生物能转化为物体地动能.②在水力发电厂中，水流对水轮机地冲击，带动水轮机转动，从而带动发电机转动而做功，水流地机械能转化为电能.③火车前进而做功，把油和煤地化学能转化为内能，又把内能转化为火车地机械能.在上述过程中，发生了能量转化，且都伴随着做功过程并板书.八、巩固训练关于功和能，下列说法正确地是：A、功就是能，功可以转化为能；B、做功越大，物体地能越多；C、能量转化中，做地功越多，能量转化越多；D、功是物体能量地量度.九、小结通过本节课地学习，我们知道了做功地过程就是能量转化地过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化，在以后地学习中，要注意运用功和能地观点，能地转化和守恒定律来分析和解决问题.十、布置作业十一、板书设计功和能1、能量是表示物体具有做功地本领地大小地物理量；2、一个物体能够做功我们就说这个物体具有能.3、功和能地联系：①功和能都是标量；②功和能地国际单位都是焦；③功是能量转化地量度.4、功地过程量，能是状态量.功地大小等于转化地能量，但功不是能.申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。
鲁科版物理必修二课件第2节功率
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如图所示，一个质量为m的小球用长为L 的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用 下，从平衡位置P点缓慢的移到Q点，则 水平力F所做的功为 A mglcosθ B Flsinθ O C mgl(1-cosθ) D Flθ θ
c
•
Q m P
F
•
作业: 球自由落体
m
静止
第1秒内
匀 加 速
m
光滑
H t秒
4、这一过程接下来汽车做什么运动？
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解析：
（1）当汽车达最大速度时，a=0，由P=Fv， F－f=ma得最大速度：
P 60 10 vm 12 m/s 3 f 5.0 10
3
（2）由P=Fv，F－f=得P=( f +ma)v，因为汽车 从静止开始做匀加速运动，所以有v=at．所求的 时间为
s
h
第2秒内 F 静止 m mg 求全过程重力的功率 到达底端时重力的功率
求第n秒内和第n秒末 求全过程拉力功率 重力的功率? • H米时刻拉力功率
P 60 103 t 16 s 3 3 ( f ma)a (5.0 10 5 10 0.5) 0.5
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功率
1、定义：功和完成这些功所用的时间之比。
2、物理意义：描述物体作功快慢的物理量。
3、国际单位是瓦特；符号是W。1千瓦 =1000瓦 4、公式
P＝W/t P＝FV P平＝FV平
P=W/t,W=Fscosα，所以：P=Fvcosα 在作用力方向与运动方向一致时：P=Fv 即：功率等于力和在力方向上的速度的乘积．
P一定,v小F大,拖拉机上坡换档
控制变量讨论:P=FV
v一定,P大F大,汽车匀速上坡踩油门 F一定,p小v大,匀速吊同一重物,
高中物理 第1章 功和机械能 第2节 功率教案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册物理教案
第2节 功率【学习素养·明目标】 物理观念：1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝W t进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率的概念.3.了解平均功率和瞬时功率的含义.4.根据功率的定义式推导P ＝Fv ，并能用于分析、计算和解释现象．科学思维：通过各种机械的功率的探究和有关功率的测量，认识功率概念在生活中的应用．一、功率的含义1．定义：力所做的功W 与完成这些功所用时间t 的比值．2．公式：定义式为P ＝W t .3．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，功率大表示做功快，即单位时间内做功多．4．单位：功率的单位在国际单位制中用瓦特表示，简称瓦，符号为W,1 W ＝ 1 J/s.二、功率与力、速度的关系1．关系式当恒力的方向与物体的运动方向相同时，P ＝Fv .2．公式P ＝Fv 中各物理量间的关系(1)功率P 一定时，物体的运动速度v 与力F 成反比．(2)物体的运动速度v 一定时，功率P 与力F 成正比．(3)力F 一定时，功率P 与物体的运动速度v 成正比．3．四种功率(1)功率大表示做功快，做的功一定多．(×) (2)功率小的机器做功慢．(√) (3)速度大的运动物体功率一定大．(×) (4)汽车的速度越大，功率一定越大．(×) (5)机械发动机铭牌上的功率指实际功率．(×) (6)机车发动机的功率是指牵引力的功率．(√) 2．下列关于功率的说法，正确的是( )A ．力对物体做的功越多，功率就越大B ．做功时间短的机械功率大C ．完成相同的功，用的时间越长，功率越大D ．功率大的机械在单位时间内做的功会更多D [功率与做功多少没有必然的联系，选项A 、B 错误；完成相同的功，用时越长，功率越小，选项C 错误；选项D 正确．]3．下列关于功率的说法中正确的是( )A ．由P ＝W t知，力做的功越多，功率越大B ．由P ＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大C ．由W ＝Pt 知，功率越大，力做的功越多D ．由P ＝Fv cos α知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大D [在公式P ＝W t中，只有P 、W 、t 中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A 、C 错误；在P ＝Fv 中，P 与F 、v 有关，故选项B 错误；在P ＝Fv cos α中，P 还与α有关，故选项D 正确．]功率的含义量转化的角度看，功率也是反映能量转化快慢的物理量．2．功率是标量，虽然功率也有正、负之分，但功率的正、负只是用来表示是动力做功的功率还是阻力做功的功率，在应用中一般不强调功率的正、负．3．功率的计算公式P ＝W t适用于任何情况下的功率计算，求得的功率是这段时间t 内的平均功率，但在这段时间内，功率可能是变化的．[名师提醒]功率与功一样，都是标量，功有正、负，但在计算功率时一般只代入功的绝对值.体，在水平拉力F ＝6 N 的作用下，从静止开始运动，经过3 s 运动了9 m ．求：(1)力F 在3 s 内对物体所做的功；(2)力F 在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．思路探究：解答本题可按以下思路分析：(1)确定力F 作用下对应的物体位移．(2)求解3 s 末物体的瞬时速度，由瞬时功率计算式求瞬时功率．[解析] (1)根据功的定义式W ＝Fs 得，力F 在3 s 内对物体做的功为W ＝6×9 J＝54 J.(2)由功率的定义式P ＝W t 得，力F 在3 s 内对物体做功的平均功率为P ＝543W ＝18 W. (3)在3 s 末，物体的速度为v ，由运动学公式s ＝v 2·t 可知，v ＝2s t＝6 m/s.因此，力F 在3 s 末对物体做功的瞬时功率为P ＝Fv ＝6×6 W＝36 W.[答案] (1)54 J (2)18 W (3)36 W功率的理解(1)功率表示做功的快慢，与做功的多少没有关系．(2)应用公式P ＝W t求得的功率一般是平均功率．3如果Δt 时间内做的功是ΔW ，那么当Δt 很短很短时，P ＝ΔW Δt表示瞬时功率. 1．质量为M 的物体从高处由静止下落(物体未落到地面)．若不计空气阻力，在第 2 s 内和第 3 s 内重力做功的功率之比为( )A ．2∶3B ．1∶1C ．1∶3D ．3∶5D [物体自由下落时，在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内下落的高度之比为1∶3∶5，故由P ＝W t ＝mgh t可知，物体在第2 s 内和第3 s 内重力做功的功率之比为3∶5，故选项D 正确．]2.如图所示，质量m ＝2 kg 的物块在倾角α＝37°的光滑固定斜面顶端由静止滑下，已知si n 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，求：(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．[解析] (1)对物块受力分析如图所示，F 合＝mg sin α由牛顿第二定律F ＝ma 得 a ＝g sin α＝10×0.6 m/s 2＝6 m/s 2前2 s 内物块的位移s ＝12at 2＝12×6×22 m ＝12 m 前2 s 内重力做的功W ＝mgs ·sin α＝2×10×12×0.6 J＝144 J.(2)重力在前2 s 内的平均功率P ＝W t ＝1442W ＝72 W. (3)物块2 s 末的速度v ＝at ＝6×2 m/s＝12 m/s重力在2 s 末的瞬时功率P ＝mgv sin α＝2×10×12×0.6 W＝144 W.[答案] (1)144 J (2)72 W (3)144 W功率与力、速度的关系(1)同体关系：关系式P ＝Fv 中的P 、F 、v 是对应于同一个物体的三个物理量，对于不在同一物体上的情况没有意义．(2)同时关系：P 、F 、v 三个量中任意一个物理量都是可以变化的，应用关系式P ＝Fv 进行分析时，这三个物理量一定要对应于运动物体的同一时刻．(3)同向关系：F 、v 是两个矢量，必须具有相同的方向，若二者方向不同，成一定夹角α时，该关系式变形为P ＝Fv cos α.2．机车启动的两种方式(1)机车以恒定功率启动的运动过程这一启动过程的v t 关系图像如图所示．①只有当机车的牵引力与所受阻力大小相等时，机车才能达到最大速度，即v max ＝P F ＝P f. ②在加速过程中，加速度是逐渐减小的，如果知道某时刻的速度，就可求得此时刻的加速度．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程这一启动过程的v t 关系图像如图所示．①由牛顿第二定律得F －f ＝ma ，所以牵引力F ＝f ＋ma 定，当P＝P 额时，匀加速运动的最大速度v max ′＝P 额F ＝P 额f ＋ma 定. ②由v max ′＝a 定t ′得，匀加速运动持续的时间t ′＝v max ′a 定＝P 额f ＋ma 定a 定. 【例2】 某汽车发动机的额定功率为60 kW ，汽车质量为5 t ，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍，g 取10 m/s 2.(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车的速度为5 m/s 时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定的加速度0.5 m/s 2启动，则这一过程能维持多长时间？思路探究：解答有关机车的启动问题，关键是能够正确理解机车启动过程中各个物理量的相互制约关系．[解析] (1)当汽车的加速度为零时，汽车的速度v 达到最大值v m ，故最大速度为v m ＝P f ＝60×1030.1×5 000×10 m/s ＝12 m/s由P ＝Fv ，F －f ＝ma 可得速度v ＝5 m/s 时加速度为a ＝F －f m ＝P mv －f m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫60×1035 000×5－0.1×5 000×105 000 m/s 2 ＝1.4 m/s 2.(2)汽车以0.5 m/s 2的加速度做匀加速运动所能达到的最大速度为v m ′＝P F ′＝P f ＋ma ′＝60×1030.1×5 000×10＋5 000×0.5 m/s ＝8 m/s由于这一过程中汽车做匀加速直线运动，满足v m ′＝v 0＋a ′t ，故这一过程能维持的时间为t ＝v m ′－v 0a ′＝8－00.5s ＝16 s. [答案] (1)12 m/s 1.4 m/s 2 (2)16 s机车启动的几个问题(1)机车的最大速度v max 的求法，机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F 等于阻力f ，故v max ＝P F ＝P f.(2)匀加速启动最长时间的求法，牵引力F ＝ma ＋f ，匀加速阶段的最后速度v max ′＝P 额ma ＋f ，时间t ＝v max ′a. (3)瞬时加速度的求法，据F ＝P v求出牵引力，则加速度a ＝F －f m. 3．质量为m 的汽车以恒定功率P 在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v 1，当汽车以速率v 2(v 2<v 1)行驶时，汽车的加速度为( ) A.P mv 1 B.P mv 2 C.P v 1－v 2mv 1v 2 D.2P m v 1＋v 2C [汽车以v 1匀速行驶时，受到地面阻力f ＝P v 1，当汽车的速率为v 2时，牵引力F ＝P v 2，此时加速度a ＝F －f m ＝P v 1－v 2mv 1v 2.] 4．在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW ，质量为10 t ，设阻力恒定，且为车重的0.1，(g 取10 m/s 2)(1)求汽车在运动过程中所能达到的最大速度．(2)若汽车以0.5 m/s 2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(3)若汽车以额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为2 m/s 2时，速度多大？[解析] (1)当汽车速度最大时，a 1＝0，F 1＝f ，P ＝P 额故v max ＝P 额f ＝100×1030.1×10×103×10 m/s ＝10 m/s. (2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中，a 2不变，v 变大，P 也变大，当P ＝P 额时，此过程结束．F 2＝f ＋ma 2＝(0.1×104×10＋104×0.5) N＝1.5×104 Nv 2＝P 额F 2＝1051.5×104 m/s≈6.7 m/s则t ＝v 2a 2＝6.70.5s ＝13.4 s. (3)F 3＝f ＋ma 3＝(0.1×104×10＋104×2) N＝3×104Nv 3＝P 额F 3＝1053×104 m/s≈3.3 m/s. [答案] (1)10 m/s (2)13.4 s (3)3.3 m/s1．当两台机器正常工作时，相同时间内，功率大的机器一定比功率小的机器( )A ．做功多B ．做功少C ．效率高D ．以上都不对A [功率反映了机器做功的快慢．在数值上等于单位时间内机器所做的功，功率与功之间满足关系式W ＝Pt ，若时间t 相同，则功率P 大的机器做功多，选项A 正确，其他选项均错误．]2．(多选)有关额定功率和实际功率的理解，正确的是 ( )A ．动力机械铭牌上标明的是该机械的实际功率B ．额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率C ．在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率D ．在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率CD [动力机械铭牌上标明的是机械的额定功率，A 错误．额定功率是机械正常工作时的最大功率，但机械工作时实际功率可以小于额定功率，B 错误．在工作时，机械可以短时间超过额定功率工作，长时间工作必须小于或等于额定功率，C 、D 正确．]3．如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为10 kg 的木箱，拉力F 与水平方向成60°角，F ＝2 N ．木箱从静止开始运动，4 s 末拉力的瞬时功率为( )A ．0.2 WB ．0.4 WC ．0.8 WD ．1.6 WB [木箱的加速度a ＝F cos αm＝0.1 m/s 2,4 s 末的速度v ＝at ＝0.4 m/s ，则瞬时功率P ＝Fv cos α＝0.4 W ，B 正确．]4．假定额定功率为80 kW 的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s ，汽车质量为2×103kg ，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2 m/s 2，运动过程中阻力不变，求：(1)汽车所受的恒定阻力大小；(2)汽车匀加速运动的最长时间．[解析] (1)依题意：当汽车达到最大速度时，F 牵＝f则：P 额＝fv m 得：f ＝P 额v m＝4×103 N. (2)在匀加速阶段，根据牛顿第二定律有F 牵－f ＝ma得：F 牵＝f ＋ma ＝8×103N当汽车达到额定功率时P 额＝F 牵v 得：v ＝P 额F 牵＝10 m/s 匀加速时间：t ＝v a＝5 s. [答案] (1)4×103 N (2)5 s。
2024-2025学年新教材高中物理第1章功和机械能第2节功率教案1鲁科版必修第二册
1.理论介绍：首先，我们要了解功率的基本概念。功率是单位时间内所做的功。它是描述物体做功快慢的重要物理量。
2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了功率在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。
3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调功率的计算和功率与做功的关系这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。
1. 功率的概念：引导学生理解功率的定义，即单位时间内所做的功。
2. 功率的计算：教授学生如何计算不同物理情境下的功率，包括恒力做功和变力做功的情况。
3. 功率与做功的关系：让学生掌握功率与做功之间的关系，包括功率的变形公式和功率的物理意义。
4. 实例分析：通过分析实际物理情境，让学生应用功率的概念和计算方法，提高学生的应用能力。
此外，我也会加强对学生的引导和启发，鼓励他们提出问题和观点，培养他们的思考和解决问题的能力。例如，在讨论功率在实际生活中的应用时，我可以让学生提出自己在生活中遇到的与功率相关的问题，并引导他们通过分析和思考，找到解决问题的方法。
九．教学评价与反馈
1. 课堂表现：在课堂上，学生们积极参与，大部分学生能够跟随我的讲解，认真听讲并做笔记。但也有一部分学生表现出较低的专注度，容易分心。
难点：功率的计算和应用，特别是变力做功情况下功率的计算。
解决办法：通过实验和实例，让学生观察和分析不同力做功时的功率变化，引导学生运用物理原理和数学方法解决实际问题，同时提供典型的练习题进行针对性训练，帮助学生突破难点。
四、教学资源
1. 软硬件资源：多媒体投影仪、白板、计算器、实验器材（如滑轮组、计时器等）。
1. 科学思维：通过学习功率的概念和计算方法，培养学生运用科学思维解决物理问题的能力，提高学生的逻辑推理和数学应用能力。
高中物理必修二教案-1.3 功率2-鲁科版
功率班级: 姓名:【学习目标】1、理解功率的物理意义以及功率和功之间的关系；2、学会计算平均功率和瞬时功率；3、了解机车功率与牵引力、速度间的关系。
【研学单】主题一：功率的概念1．功率的物理意义：2．功率的定义式：3．功率的单位：4．标矢量：例1：一质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在下落全过程中重力所做的功等于多少？重力做功的功率等于多少？取g=l0m/s2主题二：平均功率和瞬时功率例2：同上题，试求在2s末重力做功的瞬时功率等于多少?例3：在倾角为θ的光滑斜面上，有一质量为m的物体沿斜面由静止下滑，试求经过时间t时重力的瞬时功率？主题三：发动机的功率阅读P60页最下面一段，了解机车的额定功率和实际功率。
讨论：①当发动机功率（油门）一定时，牵引力F的大小与速度v大小有怎样的关系？②汽车在水平公路上行驶受到哪些力的作用？例4：某型号汽车发动机的额定功率为60kw，在水平面行驶时受到的阻力为1800N，试求汽车以额定功率匀速行驶时的速度为多大？若汽车所受阻力不变，汽车匀速行驶速度只有54km/h，则发动机的实际功率为多大？例5：质量为2t的汽车从静止开始在平直公路上启动，若其发动机额定功率为60kW，行驶中所受的阻力为自重的0.1倍，则：（1）若汽车始终以额定功率行驶，试求当汽车速度为36km/h时的加速度？（2）汽车速度和加速度如何变化？汽车最终速度为多大？定性作出汽车启动过程中的v-t图。
（3）若汽车以a=0.5m/s2的加速度匀加速启动，试求经多长时间汽车功率达到额定功率？并分析启动过程中汽车功率和速度的变化情况，定性作出汽车启动过程中的v-t图。
【续学单】1．关于功率，下列说法中正确的是（）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大2．同一恒力按同样方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，恒力对物体所做的功和功率分别为W1、P1和W2、P2，则两者的关系是（）A.W1＞W2, P1＞P2B. W1=W2, P1＜P2C. W1=W2, P1＞P2D. W1＜W2, P1＜P23．设在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为车、人总重力的0．02倍，则骑车人的功率最接近于( )A．10-1kW B．10-3kW C．1kW D．10kW4．用轻绳悬挂一小球将小球拉至水平位置．然后放手使小球由静止开始向下摆动，在小球摆至最低点的过程中重力对小球做功的功率（）A、保持不变B、不断变大C、不断变小D、先变大．后变小5．质量m=3 kg的物体，在水平力F=6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s，求：（1）力F在t=3 s内对物体所做的功；（2）力F在t=3 s内对物体所做功的功率；（3）在3 s末力F对物体做功的功率6．汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为P=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍，g取10m/s2，问：（1）汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度有多大？（2）设汽车由静止起匀加速行驶，加速度a=0.5m/s2，汽车匀加速运动可维持多长时间？（3）汽车做匀加速运动的最大速度有多大？。
高中物理功率教案 鲁科版 必修2
功率【教学目标】知识和技能1．知道功率的物理意义、定义式、单位。
2．理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。
3．理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
过程和方法1．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。
2．学会求解各种不同的功率。
3．运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。
情感态度与价值观1．使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。
2．提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
3．培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。
【教学重点】1．理解功率的概念。
2．知道功率的种类及其计算。
【教学难点】1．功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。
2．瞬时功率和平均功率的计算。
【教学时数】 1课时【教学器材】投影仪、投影片、录象资料、CAI课件等【教学过程】新课导入教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。
（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。
）预测学生所举事例可能有：1、人上高楼（如8层楼）时，乘电梯比走路要快得多；2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多；3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多；5、……（列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值，激起学生的求知欲。
）功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。
然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。
（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。
1..3《功率》教案(鲁科版必修2)
1. 3《功率》学案11【学习目标】1．知道功率的物理意义、定义式、单位。
2．理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。
3．理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
【学习重点】1．理解功率的概念。
2．知道功率的种类及其计算。
【知识要点】功率是描述做功快慢的物理量。
⑴功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。
⑵功率的计算式：P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。
该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。
这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移<时间）内的平均速度时，则要求这段位移<时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。
Sq4ml9dW6A⑶重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
v⑷汽车的两种加速问题。
当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = maSq4ml9dW6A①恒定功率的加速。
由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值。
可见恒定功率的加速一定不是匀加速。
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算<因为F为变力）。
Sq4ml9dW6A②恒定牵引力的加速。
由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。
这时匀加速运动结束，其最大速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。
可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。
这种加速过程发动机做的功只能用W=F∙s计算，不能用W=P∙t计算<因为P为变功率）。
高中物理 第1章 功和功率 第2讲 功和能课件 鲁科版必
的质量为100 kg，动滑轮自身的质量为1 kg，绳的
质量和摩擦均不计，(g取10 m/s2)求：
(1)人的拉力大小及拉力做的功；(计算结果保留
四位有效数字) 图1
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理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
答案 336.7 N 2 020 J
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理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
(2)大于，即费功(即非理想机械)，是指使用机械做的功
比不使用机械而直接用手所做的功多.使用非理想机械时
必然存在无用阻力，它对完成工作没有意义，所以又把
它叫做无用功或额外功.做功的目的是克服有用阻力而做
功，所以这一部分功是有意义的，称为有用功.使用任何
机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的
功，包括有用阻力和无用阻力(或额外阻力).
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预课对3.习堂点由导讲练于学义习克服额外阻力所做的额外功的存在，理梳巩实解理固际·深识应上化记用使·探点反用究拨馈 任何机械总是费功的.
4.机械在生活中的应用：
(1)省力机械：千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子等.
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理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
二、功、能及能的转化之间的关系
1.功与能的区别： (1)能量是表征物体具有做功本领的物理量，是状态量. (2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体 受力并运动的效果，是过程量.
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第2节功和能一、机械功的原理1．输入功、输出功和损失功2使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功。
也就是说，使用任何机械都不省功。
二、做功和能的转化1．能量表示一个物体具有对其他物体做功的本领。
2．功能关系做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化，因此，功是能量转化的量度。
3．机械的作用人在使用机械做功时，做功的机械是将能量从一个物体传递或转移到另一个物体，或将能量从一种形式转化为另一种形式。
1．自主思考——判一判1．使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功，即W 动＝W 阻＝W 有用＋W 额外。
2．使用任何机械都不能省功，做一定量的功时，要省力就要增大做功的位移，而减小做功时的位移就要多用力，实际上使用任何机械都费功。
3．做功的过程总是伴随着能量的转化，功是能量转化的量度，做多少功就会有多少能量发生转化。
(1)使用某一机械时，我们可以做到既省力又省位移。
(×)(2)使用任何机械都不能省功(√)(3)在高山上修盘山路是为了美观，让汽车多走路。
(×)(4)能够对外做功的物体具有能量。
(√)(5)机械能够对外做功是因为机械能够产生能量。
(×)(6)能量的转化并不一定需要做功来完成。
(×)2．合作探究——议一议(1)2015年10月25日，举行的F1汽车大奖赛上，某赛车如图121所示，试分析在赛车加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况。
图121提示：赛车加速阶段，化学能转化为动能和内能，在赛车匀速运动阶段，化学能转化为内能。
(2)装卸工人若将重物搬运到车上，通常采用下列方法：①用绳沿竖直方向匀速提拉重物放到车上。
②沿竖直方向匀速搬起，举高放到车上。
③利用光滑斜面将重物推上车。
图122比较上述方法中，工人所用的动力是否一样？动力做的功是否一样？重物的重力所做的功是否一样？提示：①②两种方法中的动力一样，大于第③种方法中的动力，由功的公式可知，三种方法中动力做的功相等；重物的重力及在重力方向的位移相等，所以三种方法重物的重力所做的功一样多。
1．不能省功的含义“不省功”是功的原理的核心。
“不省功”有两层含义：(1)等于(即理想机械)，是指使用机械做的功与不使用机械而直接用手所做的功是相等的。
(2)大于，即费功(即非理想机械)，是指使用机械做的功比不使用机械而直接用手所做的功多。
事实上，使用非理想机械时必然存在无用阻力，它对完成工作没有意义，所以又把它叫做无用功或额外功。
做功的目的是克服有用阻力而做功，所以这一部分功是有意义的，称为有用功。
使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功。
这里克服的阻力是指克服所有的阻力，包括有用阻力和无用阻力(或额外阻力)。
2．机械在生活中的应用(1)省力机械：千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子、扳手、开瓶器等。
(2)省位移的机械：自行车、理发剪、筷子、鱼竿等。
(3)不省力也不省位移，只改变工作方式的机械：定滑轮、等臂杠杆等。
[典例] 如图123所示，通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将一重物匀速提高2 m ，已知重物的质量为100 kg ，动滑轮自身的质量为1 kg ，绳的质量和摩擦均不计，(g 取10 m/s 2)求：图123(1)人的拉力及拉力做的功；(2)该机械的有用功和额外功。
[思路点拨](1)将重物和动滑轮看成一个整体，再进行受力分析。
(2)一定要分清该机械的有用功和额外功之后，再进行计算。
[解析] (1)由题意知，动滑轮和重物的整体受力平衡，而整体向上的方向有三根绳子承担，即3F ＝G 1＋G 2＝1 010 N所以人的拉力F ＝1 0103N≈336.7 N要使重物升高2 m ，绳的作用点的位移s ＝3h ＝6 m 。
拉力做的功W F ＝Fs ＝2 020 J 。
(2)利用该机械是为了将重物提升2 m 。
所以有用功为W 有用＝G 1h ＝1 000×2 J＝2 000 J而提升过程中，克服动滑轮的重力做功是不可避免的，这是额外的，所以额外功W 额外＝G 2h ＝10×2 J＝20 J 。
[答案] (1)336.7 N 2 020 J (2)2 000 J 20 J应用机械功的原理解题应注意的问题(1)通过对研究对象的受力分析，确定动力和阻力，区分有用阻力和无用阻力(或额外 阻力)。
(2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移。
(3)根据功的定义式求解各力所做的功，根据机械功的原理列方程求解。
1.将同一个物体G 分别沿光滑斜面由B 、C 匀速提升到A ，如图124所示。
若沿斜面拉动的力分别为F B 、F C ，该过程中拉力做功分别为W B 、W C 。
则它们的大小关系是( )图124A ．WB >WC ，F B <F CB ．W B ＝WC ，F B <F C C ．W B >W C ，F B ＝F CD ．W B ＝W C ，F B ＝F C解析：选B 根据功的原理可知，使用任何机械均不省功，且斜面光滑，则W B ＝W C 。
由斜面的特点F ＝h LG 可知，F B <F C 。
2．如图125所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼，根据图中的数据分析，这三种方法中：图125(1)所做的有用功分别是多少？(2)哪种方法所做的总功最多，是多少？哪种方法所做的总功最少，是多少？解析：(1)甲、乙、丙三位工人都是将重为400 N的水泥运到三楼，有用阻力相同，都为水泥的重力，故三人所做的有用功都为W有用＝G水泥h＝400×6 J＝2 400 J。
(2)工人甲做的总功为W甲＝(G水泥＋G桶＋G人)h＝(400＋20＋400)×6 J＝4 920 J工人乙做的总功为W乙＝(G水泥＋G桶＋G滑轮)h＝(400＋20＋10)×6 J＝2 580 J工人丙做的总功为W丙＝(G水泥＋G口袋＋G滑轮)h＝(400＋5＋10)×6 J＝2 490 J可见，工人甲做的总功最多，为4 920 J，工人丙做的总功最少，为2 490 J。
答案：见解析1．功与能之间的关系2．功与能的区别(1)能量是表征物体具有做功本领的物理量，是状态量。
(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体受力并运动的效果，是过程量。
3．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程，能量转化的过程也就是做功的过程。
(2)做功与能量转化的数值相等，即做了多少功，就有多少能量发生了转化。
因此，可以用做功的多少来量度能量转化的多少，反之，也可用能量转化的多少来计算做功的多少，功是能转化的量度。
(3)功与能并不等同，功只是反映了能量转化的多少，但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量。
1．有关功和能，下列说法正确的是( )A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能B．物体具有多少能，就一定能做多少功C．物体做了多少功，就有多少能量消失D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少解析：选D 力对物体做了多少功，物体的能量就增加了多少，但不能说物体就具有多少能，A错误；能量反映的是物体具有对外做功本领的大小，而不是反映物体对外做功的多少，B错误；功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了转化，并不是能量消失了，C错误，D正确。
2．(多选)关于能量转化的说法中正确的是( )A．举重运动员把杠铃举起来，体内的一部分化学能转化为杠铃的重力势能B．电流通过电阻丝使电能转化为内能C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D．做功的过程是能量转化的过程，某过程做了10 J的功，发生的能量转化不一定是10 J解析：选ABC 举重运动员举起杠铃，使杠铃的重力势能变大，消耗了自己本身的化学能，A正确；电流通过电阻丝，电流做功把电能转化为内能，B正确；内燃机中的燃料燃烧，对外做功，把内能转化为机械能，C正确；功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，做多少功，就有多少能量发生转化，故D错误。
3.如图126所示，木块A放在木板B左端，用恒力F将A拉至B的右端。
第一次，将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑动，这次F做的功为W2，生热为Q2，则应有( )图126A．W1＜W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2 D．W1＝W2，Q1＜Q2解析：选A 设木板的长度为l，第一次，将B固定在地面上时，W1＝Fl，根据功能关系可知Q1＝μmgl；第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑动，木板在地面上运动了一段位移s，力F所做的功为W2＝F(l＋s)＞W1，由功能关系得Q2＝μmgl，故选项A正确，其他选项均错。
1．(多选)关于功和能，下列说法中正确的是( )A．功和能是两个相同的概念，所以它们的单位相同B．做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程C．各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量保持不变D．功是物体能量多少的量度解析：选BC 功和能虽然单位相同，但不是两个相同的概念，故A错误；能量的转化过程是通过做功实现的，故B正确；不同形式的能在相互转化的过程中总量保持不变，故C 正确；功是能量转化多少的量度，但不是物体具有能量多少的量度，故D错误。
2．(多选)一个物体在光滑的水平面上匀速滑行，则( )A．这个物体没有能量B．这个物体的能量不发生变化C．这个物体没有对外做功D．以上说法均不对解析：选BC 不同形式的能之间的转化是通过做功实现的，物体不做功，并不能说明物体没有能量。
3．力对物体做功100 J，下列说法正确的是( )A．物体具有的能量增加100 JB．物体具有的能量减少100 JC．有100 J的能量发生了转化D．产生了100 J的能量解析：选C 由于物体是否对外做功未知，因此无法判断物体具有的能量的变化，A、B 错误；功是能量转化的量度，故C正确、D错误。
4．(多选)关于对机械功的原理的认识，下列说法中正确的是( )A．使用机械时，动力对机械所做的功，可以大于机械克服阻力所做的功B．使用机械时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服阻力所做的功C．使用机械可以省力，也可以省功D．使用机械可以省力，但不能省功解析：选BD 使用任何机械时，动力对机械所做的总功总是等于机械克服阻力所做的功，B对；使用机械可以省力，但不能省功，D对。