资源简介

第2节　功率
知识与技能：
1．知道功率的概念。
2．结合实例理解功率的概念并用P＝进行解题。
3．了解功率在实际中的应用。
过程与方法：
通过观察和联系生活实际，了解功率的物理意义。
情感、态度与价值观：
1．通过教学活动，激发学生的学习兴趣和求知欲望。
2．通过学习活动，使学生进一步养成乐于探索自然现象和日常生活中的物理学规律的习惯，同时增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
重点：功率的概念和利用公式计算功率。
难点：对功率概念的理解和运用。
多媒体课件。
一、情景导入
小明家正在装修新房子，小明非常高兴，帮助爸爸搬砖。小明干得非常火热，于是提出要和爸爸比赛看谁搬砖快。楼下地面放有两堆相同的砖块(40块，每块重约50 N)，小明一次最多搬起4块，爸爸一次可以搬起8块，结果爸爸用了20 min，小明用了30 min才搬完。同学们想一想，小明和爸爸做功相同吗？谁赢了？为什么呢？(学生回答：一样多， 爸爸赢了。因为搬一样多的砖块到相同的高度，对砖块做功相同，小明用的时间多，爸爸用的时间少，所以小明做功慢，爸爸做功快)
由此可见，做功有快慢之分，这正是我们今天要探究的问题：如何描述做功的快慢。
多媒体展示图片。你愿意选择哪种方式工作呢？为什么？我们怎样表示他们做功的快慢呢？我们以前学过速度，想一想速度是用来表示什么的物理量？对比一下，我们如何描述做功的快慢？
看来，人们选用机械来做功时，不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快；拖拉机耕地比牛耕地要快；起重吊车比滑轮做功快；机械收割比人工快等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义，这就是我们今天要学习的一个新的物理概念——功率。
　
二、合作探究
　功率
以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？
观察下面一组数据，想一想，议一议谁做功最快？说出比较的依据。
物体 所做的功 所用时间
A 1 000 J 5 s
B 1 000 J 10 s
C 4 000 J 1 min
D 6 000 J 1 min
学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，再通过老师的引导使学生领悟比较物体做功快慢的方法：(1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快；(2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。
功率是用来表示做功快慢的物理量。功与做功所用时间之比，叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。通常用符号“P”表示。
　功率的计算
(1)功率的计算公式：P＝。
(2)功率的单位：瓦特。
(3)在国际单位制中，W的单位是焦耳(J)；t的单位是秒(s)；P的单位是瓦特(W)。1瓦特＝1焦耳/秒，1 kW＝1 000 W。
【例】高出水面30 m处有一个容积是50 m3的蓄水池，要用一台离心式水泵给蓄水池抽水，1 h能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少？(ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg，结果保留整数)
解： 根据ρ＝可知，m＝ρ水V＝1×103 kg/m3×50 m3＝5×104 kg，所以水的重力为G＝mg＝5×104 kg×10 N/kg＝5×105 N，水泵做的功为W＝Gh＝5×105 N×30 m＝1.5×107 J，则这台水泵的功率为P＝＝≈4 167 W。
(一)人体心脏的功率
心脏是强劲有力的器官。按照瓦特数衡量，它足以同一盏写字台上的荧光灯相比拟。一个成年人，在正常坐定不动的情况下，其心脏的功率约为5 W；在睡着时，因为新陈代谢减弱了，会下降到约2 W。一个运动员，在一般运动中，心脏可以提供20 W的动力。从工程角度看，心脏简直是一台了不起的发动机。人体心脏的功率水平，能适应负荷的大幅度变动；它的效率很高，以致任何人造装备都无法相比。更为突出的是，心脏能自动地调节到所需的功率，而不需要它的主人作出任何有意识的努力。这些属性在人造心脏中都要加以模拟复制。
(二)人消耗的功率
人要维持生命和进行活动(包括体力的和脑力的)，就必须消耗能量做功。在不同情况下消耗的功率大小是不同的。
一个成年人在熟睡的时候，消耗的功率大约是80 W，这个功率用来维持其身体的代谢，因此把这个功率叫做基本代谢率。在进行一般脑力劳动时，例如学生在上课时，消耗的功率约为150 W，其中约80 W为基本代谢率，约40 W消耗在脑的活动中。在中等激烈的运动中，例如以5 m/s的速度骑自行车时，骑车人消耗的功率约为500 W。在比较剧烈的运动中，例如打篮球时，人消耗的功率约为700 W。在更加剧烈的运动情况下，例如在百米赛跑中，一个优秀运动员消耗的功率可超过1 000 W。
人在一秒钟内能做多少机械功呢？研究表明，人在长时间做功的情况下，即使消耗的功率超过1 000 W，其中只有约100 W的功率可作为机械功输送到体外。而马可以在长时间内以500 W的功率做机械功，在短时间内的机械功率可以达到700～800 W，可见，人输出机械功的本领比起马的本领小多了。
第2节　功率
功率
在帮助学生理解功率的概念时，可以由速度的定义来类比分析，引出描述做功快慢的物理量。也可以让学生由平时生活中表示某个快慢的比较入手，如小学时练习写字的快慢等等，总之，让学生自己去领悟它的实质，促进学生更加深入理解功率的大小是由所做的功与完成功所用时间共同决定的。这样更能充分发挥学生的学习主动性、积极性。让学生体会到物理并不难学。

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