一、教學(xué)目標

1．理解功率的概念：

(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。

(2)知道功率的定義和定義式p＝W/t；知道在國際單位制中，功率的單位是瓦特(W)。

(3)知道公式p＝Fv的物理意義。

2．掌握功率的計算：

(1)能夠用公式p＝W/t解答有關(guān)的問題。

(2)能夠用公式p＝Fv解答有關(guān)的問題。

二、重點、難點分析

1．功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點內(nèi)容，如果學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)化的快慢，自然能感悟出功率實際上是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。

2．瞬時功率的概念學(xué)生較難理解，這是難點。學(xué)生往往認為，在某瞬時物體沒有位移就沒有做功問題，更談不上功率了。如果學(xué)生沒有認識到功率是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量，這個難點就不易突破，因此，在前面講清楚功率的物理意義很有必要，它是理解瞬時功率概念和物理意義的基礎(chǔ)。

三、主要教學(xué)過程

(一)引入課題

首先以提問方式復(fù)習(xí)所學(xué)習(xí)過的主要內(nèi)容，重點是功的概念和功的物理意義。

然后提出力對物體做功的實際問題中，有做功快慢之分，物理學(xué)中又是如何來描述的？這節(jié)課我們就來研究這個問題。

(二)教學(xué)過程設(shè)計

1．功率

初中同學(xué)們學(xué)習(xí)過功率的有關(guān)知識，都知道功率是用來描述力做功快慢的物理量。我們一起討論一些問題。

力F₁對甲物體做功為W1，所用時間為t₁；力F₂對乙物體做功為W₂，所用時間為t₂，在下列條件下，哪個力做功快？

A．W₁＝W₂，t₁＞t₂；

B．W₁＝W₂，t₁＜t₂；

C．W₁＞W(wǎng)₂，t₁＝t₂；

D．W₁＜W₂，t₁＝t₂。

上述條件下，哪個力做功快的問題學(xué)生都能作出判斷，其實都是根據(jù)W/t這一比值進行分析判斷的。讓學(xué)生把這個意思說出來，然后總結(jié)并板書如下：

功率是描述做功快慢的物理量。

功和完成這些功所用的時間之比，叫做功率。如果用W表示功，t表示時間，則功率的表達式為

明確告訴學(xué)生上式即為功率的定義式，然后說明p的單位，W用J、t用s作單位，p的單位為J/s，稱為瓦特，符號為W。最后分析并說明功率是標量。

接下來著重說明，功率的大小與單位時間內(nèi)力所做的功為等值。

至此，再將功的定義式與速度v的定義式作類比，使學(xué)生理解，雖然研究的是不同性質(zhì)的問題，但是研究方法是相同的(同時也為后面講瞬時功率做了些準備)。然后提出問題，與學(xué)生一起討論功率的物理意義。

我們講了功的概念、功的公式之后，經(jīng)過分析和討論，對功的物理意義已有所了解。誰能復(fù)述一下？

在學(xué)生說出做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程之后，立即啟發(fā)：那么做功快慢恰能表明能量轉(zhuǎn)化的快慢嗎？因此，應(yīng)該將功率理解為是描述做功過程中能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量，并將這一認識進行板書。

2．平均功率與瞬時功率

舉例一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運動，第1s時間內(nèi)下落的位移是多少？(與學(xué)生一塊算出是5m，g取10m/s²)這1s內(nèi)重力對物體做多少功？(與學(xué)生一起算出W₁＝50J)第2s時間內(nèi)物體下落的位移是多少？(15m)這1s內(nèi)重力對物體做多少功？(W₂＝150J)前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？(p₁＝50W，p₂＝150W)這2s時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？(p＝100W)

指出即使是同一個力對物體做功，在不同時間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的。因而，用p＝W/t求得的功率只能反映t時間內(nèi)做功的快慢，只具有平均的意義。板書如下：

(1)平均功率

(2)瞬時功率

為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢，引入了瞬時功率的概念，即瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量。

提出瞬時功率如何計算的問題后，作如下推導(dǎo)：

一段較短時間內(nèi)的平均功率可以寫成如下公式(p＝ΔW/Δt)，而Δt 很短時，

表示的就是瞬時功率。

如果力的大小是F，在上述Δt時間內(nèi)，在力的方向上發(fā)生的位移是 ,那么，力F做的功是，則可以寫成

（此為瞬時功率計算公式）

討論：

①如果作用于物體上的力F為恒力，且物體以速度v勻速運動，則力對物體做功的功率保持不變。此情況下，任意一段時間內(nèi)的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的。

②很多動力機器通常有一個額定功率，且通常使其在額定功率狀態(tài)工作(如汽車)，根據(jù)p＝Fv可知：

當路面阻力較小時，牽引力F也小，v可以大，即汽車可以跑得快些；當路面阻力較大，或爬坡時，需要比較大的牽引力，v必須小。這就是爬坡時汽車換低速擋的道理。

③如果動力機器原來在遠小于額定功率的條件下工作，例如汽車剛剛起動后的一段時間內(nèi)，速度逐漸增大過程中，牽引力仍可增大，即F和v可以同時增大，但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度，即當Fv=p額。以后，這種情況不可能實現(xiàn)。

應(yīng)用公式p＝Fv計算m＝1kg的物體做自由落體運動中下落1s末和2s末的瞬時功率。

由V₁＝10m/s按公式求得p₁＝100J；由V₂＝20m/s按公式求得p₂＝200J。

根據(jù)上述結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考瞬時功率的物理意義。最后指出，此題中是重力對物體做功，使重力勢能逐漸向動能轉(zhuǎn)化。隨著時間的延續(xù)，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化加快。

(三)課堂小結(jié)

1．我們講了功率概念之后，得到了兩個公式，定義式p＝W/t和瞬時功率的公式p＝F·v。

2．公式p＝W/t中的t趨近于零時，p即為瞬時功率。不過此公式主要用來計算平均功率。公式p＝Fv中，當v為瞬時速度時，p即為瞬功率。

五、說明

1．將功率理解為表示能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量具有普遍意義。如一臺電動機的額定功率是10kW，表明它每秒鐘可以將10kJ的電能轉(zhuǎn)化為機械能，不管它是否工作。因而機器的功率實際上可以表示它進行能量轉(zhuǎn)化的能力大小。

2．力可以做負功，自然也有負功率。學(xué)生不問到時可以不講。課本上也沒講。重要的不是功率的正負問題，而是要結(jié)合實際問題說清楚能量轉(zhuǎn)化的方向和快慢。例如，一物體沿粗糙水平面向前滑動，根據(jù)p＝f·v可知其機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的快慢與速度v成正比，這就表達清楚了，沒有強調(diào)負功率的必要。