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课题 第二章 机械能 第一节 功 功率 2课时
教 学 目 标 知识目标 1. 理解功的概念，知道做功的两个必要因素以及正功、负功的意义； 2. 理解功率的概念，了解功率与速度的关系。
能力目标 1. 通过对功的公式的学习，能用公式进行简单计算； 2. 通过对功率公式的学习，能用公式进行简单计算，并培养分析和解决实际问题的能力。
情感目标 1. 通过对功的学习，体会正功和负功在生活中的意义； 2. 通过对功率的学习与讨论，理解工作效率对个人的影响。
重点 功、功率的概念；功率与速率的关系
难点 对负功的理解
教具 多媒体展示系统
主要教学过程 学生活动
教 学 过 程 设 计 一、引入课题 用多媒体展示系统展示教材图2-1，并提问：“吊车向上匀速提升水泥桶和将水泥桶吊在半空中不动这两种情况中，吊车对水泥桶的拉力是否相同？有什么不同？” （学生一般能发现两种情况中，水泥桶受力相同，但不能发现有什么不同。） 引入课题： 本节课我们就来寻找它们之间的不同之处，一起学习——第二章 机械能 第一节 功 功率。 二、功 提问：我们在初中学习过功的初步知识，谁能说出“什么是做功？” （一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。） 教师演示并提问：“请同学们回答下列几种情形下，我对板擦是否做了功？” 第一种情形：用手托着板擦不动。（没有做功） 第二种情形：用手托着板擦，水平移动。（没有做功） 第三种情形：用手托着板擦，向上运动。（做了功） 功的公式 W＝Fs 教师：在吊车向上匀速提升水泥桶和将水泥桶吊在半空中不动这两种情况中，前者吊车对水泥桶是做功的，后者则没有做功。即前者需要消耗电能，后者则不需要。 用多媒体展示系统展示教材图2-3。 今天我们再来讨论一种新的情形：在实际生活和生产中，物体的运动方向并不总是跟力的方向相同，当力的方向跟运动方向成某一角度α时，力对物体做功了吗？ （大部分学生会回答做功了，但不知道做了多少功） 用多媒体展示系统展示教材图2-4。 在此问题中，我们可以把力F分解成与位移方向平行的分力F1和与位移方向垂直的分力F2。在物体发生位移s的过程中，由于物体在F2的方向上没有发生位移，因此，F2对物体做的功等于零；F对物体做的功W就等于F1s，而F1=Fcosα，所以 W=Fscos α 讨论： 当α＝0时， cos α＝1，W＝Fs，力和位移方向相同，力对物体做正功。 当0＜α＜90°时，cos α＞0，W为正值，力对物体做正功。 当α＝90°时，cos α＝0，W＝0，力和位移方向垂直，力对物体不做功。 当90°＜α＜180°时，cos α＜0，W为负值，力对物体做负功。 当α＝180°时，cos α＝－1，W＝－Fs，力和位移方向相反，力对物体做负功。 一个力对物体做负功，表示这个力阻碍物体的运动。因此，当力对物体做负功时，我们常常说物体克服这个力做功。例如，当摩擦力对物体做负功时，也可以说物体克服摩擦力做功。 如果公式W=Fscos α中的F是几个力的合力，那么式中的α是合力方向与物体位移方向间的夹角，W就是合力做的功。可以证明，合力做的功等于各个分力做功的代数和。 例题1 一个质量为150 kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力500 N，在水平地面上移动的距离为 5 m。物体与地面间的滑动摩擦力为100 N，求合力对物体做的功。 解 拉力做的功： WF＝Fscos α＝500×5×cos 37° J＝2 000 J 摩擦力做的功： Wf＝－Ff s＝－100×5 J＝－500 J 合力做的功： W合＝WF＋Wf＝（2 000－500）J＝1 500 J 三、功率 提问：一台起重机能在1 min内把1 t货物提到楼顶，另一台起重机只用30 s就可以做相同的功。这两种情形中有什么不同？ （第二台起重机比第一台做功快） 在物理学中，用功率来表示做功的快慢程度。一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫作功率。用P表示功率，则有 功率是标量。功率的SI单位是W（瓦）。 下课后可以给同学们一块秒表和一个卷尺，让感兴趣的学生测一下自己爬楼时的功率。请他们用最快的速度从一楼跑上二楼，测出所用时间，再根据体重及楼层差，计算他们克服自身重力做功的功率。比较人的功率能否大于1马力（1 马力=735 W）？（写成一个小型探究报告，下一次上课时讨论。） 把W = Fs代入功率的公式，可得，由于，所以 P = Fv 即功率等于力和物体运动速度的乘积。 汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮，转速比可以通过变速杆来改变。发动机的最大输出功率是一定的，所以汽车在上坡时，司机要用“换挡”的方法减小速度，来得到较大的牵引力。在平直公路上，汽车受到的阻力较小，需要的牵引力也较小，这时就可以使用高速挡，使汽车获得较高的速度。 例题2 某汽车发动机的额定功率是6.0×104 W，在水平路面上行驶时受到的阻力是1.8×103 N，求发动机在额定功率时汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54 km/h，发动机输出的实际功率是多少？ 解 当发动机的额定功率P1＝6.0×104 W，牵引力F＝1.8×103 N时，由P1＝Fv1得 当牵引力F不变，速度v2＝54 km/h＝15 m/s时，有 P2＝Fv2＝1.8×103×15 W＝2.7×104 W 观看图片 学生思考并回答 板书课题 板书 学生回答 学生共同回答 板书 回应本节前的问题 学生观看 学生回答 板书 板书 板书 板书 板书 板书 板书 板书 板书 板书 学生回答 板书 板书 板书 板书 板书
小 结 功 功率 1．功 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移间夹角的余弦这三者的乘积。可用公式表示为 W=Fscos α 动力做正功，阻力做负功。 2．功率 功跟完成这些功所用时间的比值，叫作功率。可用公式表示为： =Fv 回顾本节知识；体会思考方法；感受情感态度
随 堂 练 习 练习2-1 1．答 C。 2．答 C。 4．解 由题意可知，电动机匀速提升钢板时，拉力与重力大小相等。由功率的公式P＝Fv，得 m/s＝0.4 m/s 思考并回答
课 后 作 业 练习2-1 3．解 由题意可知，运动员在下滑过程中受到重力、支持力和阻力三个力的作用，由于支持力的方向与运动方向垂直，因此做的功为零。重力做的功为 WG＝mgh＝60×9.8×10 J＝5 880 J 阻力做的功为 WF＝－Fs＝－50×20 J＝－1 000 J 合力做的功为 W合＝WG＋WF＝5 880＋（－1 000）J＝4 880 J 要求学生独立完成

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