10.4 做功的快慢
教学目标
【知识与能力】
1.知道功率的概念,能用比较的方法得出功率的概念。
2.知道功率单位的含义。
3.会计算简单的功率问题。
教学重难点
【教学重点】
功率的概念、意义及计算。
【教学难点】
功率的概念和有关计算。
课前准备
弹簧测力计、刻度尺、秒表。
教学过程
一、新课引入
提问:1.什么是机械功?怎样才算做功?
2.怎样计算功?
3.如何比较物体运动快慢?物理学中用什么量表示物体运动快慢?速度是如何定义
的?
4.一个建筑工地上要把 500 块砖送到楼顶,用定滑轮往上送,一次运 50 块,共花了
120min,而用起重机运送 1 次就可运完,只要 2min 就可以了,已知每块砖重量 35N,楼高
20m。试求定滑轮和起重机各做了多少功?
学生解答:定滑轮做的功:共做 n=500
50
=10 次,W1=nGh=10×35N×50×20m=3.5×
105J。
起重机做的功:W2=Gh=35N×500×20m=3.5×105J。
2 学生回答后,教师及时表扬完成得既准确又快的学生,鼓励较慢的学生。并讲述:从
前面的计算我们可以看到做功不仅有多少的问题,还有一个快慢的问题。
教师指导观察教材 P199 图 10-29 中 a、b 两个人做功的多少和做功所用的时间,进而
再比较两人做功的快慢,并指出比较的方法,指定学生回答后,再指导学生观察图 10-30
中(a)、(b)两人做功的多少和做功所用的时间,进而再比较两人做功的快慢,并指出比较的
方法,指定学生回答。
教师归纳:和比较物体运动快慢一样,比较物体做功快慢有两种方法:相同时间比做功
的多少和做功相同时比所用时间。
无论是人做功还是机械做功,都有做功快慢的问题,这节课我们就来探究做功的快慢。
二、新课教学
探究点 功率及其计算
1.怎样比较做功的快慢。
师:如何比较做功的快慢?方法有几种?
生:比较做功的快慢方法有两种,相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
板书:比较做功快慢的两种方法:相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
2.功率和测算功率的方法。
师:为了比较物体运动快慢,我们引入了速度的概念,为了比较物体做功的快慢,我们
引入功率的概念。对比速度的概念,我们如何定义功率这个概念呢?
生:把单位时间内做的功定义为功率。
师:如果用 P 表示功率,对比速度的计算公式,功率的计算公式应该是怎样的呢?
生:P=W
t
。
师:根据公式,功率的单位是什么?
生:J/s。
师:在国际单位制中,功率的单位是由功和时间的单位复合而成的,就是 J/s,后人为
了纪念英国物理学家瓦特对物理学的贡献,用他的名字作为功率的单位,简称瓦,符号 W。
常用单位还有千瓦(kW)。1kW=1000W。
优秀运动员长时间运动的功率 70W 表示该运动员在 1s 内做了 70J 的功。
让学生计算前面的定滑轮和起重机搬运砖块的功率。
P1=W1
t1
=48.6W;
P2=W2
t2
=3000W。
由计算我们可以看出起重机的功率大,即起重机做功比定滑轮快。
反馈练习
1.单位换算 3kW=________W=________J/s。
2.一台机器的功率是 4×103W,表示的意义是________________
3.下列说法中正确的是( )
A.做功多的机器,功率就一定大
B.功率大的机器,做功就一定多
C.完成相同的功,耗时多的机器功率大
D.功率大的机器做功快
4.(1)挖掘机在 1min 内做了 7.2×106J 的功,求挖掘机的功率?(2)人在 3s 内做功 150J,
求人的功率?
反馈练习答案:
1.3×103 3×103
2.这台机器每秒做功 4×103J
3.D
4.(1)P=W
t
=7.2×106J
60s
=1.2×105W;
(2)P=W
t
=150J
3s
=50W。
请不同层次的学生到黑板上演算,然后根据学生答题情况强调应用公式进行有关功率计
算时要注意的一些问题。并充分肯定基础一般的同学取得的成绩,激励基础不好的学生的学
习兴趣。
教师指导学生阅读 P200 表格,了解一些动物和交通工具的功率,指导学生读出这个表
格。
在 1s 内将两个鸡蛋举高 1m,做功的功率约为 1W,学生从一楼走到二楼的时间花了 30S,
通过简单计算可得这个同学上楼的功率约为 60W。
学生设计:怎样测算出我从地面上将一块木块匀速拿到桌面上的功率?需要测出哪些
量?需要哪些测量工具?如何计算?
学生讨论,然后教师指名回答。
总结:测算功率的方法:测量出所做的功 W 和做功的时间 t,然后用 P=W
t
计算出来。
指定两名学生共同完成这一实验。
资料链接
机动车为什么上坡缓行?
拖拉机耕地时,为什么开得非常慢?机动车上坡时为什么也开得很慢?这可以用功和功
率的知识来解释。
因为机动车(包括拖拉机),它们输出的功率是一定的,在耕地或上坡时需要较大的牵引
力才能正常工作。而根据功率和功的计算公式 P=W
t
和 W=Fs 推导:P=W
t
=Fs
t
=F·s
t
,而s
t
=
v,所以 P=Fv,变形
得:F=P
v
,由于功率 P 不变,所以只能通过减缓运行速度 v 来提高牵引力 F,以确保汽
车不下滑,拖拉机较好地完成耕地作业。
摘自《十万个为什么》。
三、板书设计
第四节 做功的快慢
一、比较物体做功的快慢的方法:
1.在相同的时间里,比较做功的多少。
2.做相同的功,比较所用时间的长短。
二、功率
1.物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量。
2.定义:物体在单位时间内所做的功叫作功率。
3.公式:P=W
t
。
4.功率国际单位为瓦特,简称瓦,符号 W。
在工程技术上常用单位是:kW,换算关系:1kW=103W。
四、教学反思
功率的概念来源于生产和生活,功率的知识是机械功概念的进一步延伸,在生产和生活
实际中应用的例子很多很广,而且功率与力、功率与速度的关系又是联系实际生活和科学实
践的纽带,教学中可充分利用这一优势,使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应
用知识解决实际问题能力,树立正确的价值观。