【備課參考】山東省2020-2021年高一物理下學(xué)期(魯科版)必修2教案-第1章第3節(jié)-功率

功率【內(nèi)容與地位】本節(jié)為《一般高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”中第一個(gè)二級主題“機(jī)械能和能源”中所涉及到的內(nèi)容。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中這節(jié)有關(guān)的條目是：“理解功和功率，關(guān)懷生活和生產(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義?！惫β实母拍顏碓从谏a(chǎn)和生活，功率的學(xué)問是機(jī)械功概念的進(jìn)一步延長，在生產(chǎn)和生活實(shí)際中應(yīng)用的例子很多很廣，而且功率與力、功率與速度的關(guān)系又是聯(lián)系實(shí)際生活和科學(xué)實(shí)踐的紐帶，教學(xué)中可充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實(shí)際意義。進(jìn)展同學(xué)應(yīng)用學(xué)問解決實(shí)際問題力量，樹立正確的價(jià)值觀。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是使同學(xué)精確?????地理解功率的概念，會進(jìn)行功率的計(jì)算；會利用功率與力、功率與速度的關(guān)系P=F·v分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率肯定時(shí)，牽引力和速度的關(guān)系；嘗試自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)，測量人在某種運(yùn)動(dòng)中的功率。例題的教學(xué)不僅可以使同學(xué)學(xué)會應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算，而且可以增進(jìn)同學(xué)對平均功率和瞬時(shí)功率的理解；機(jī)動(dòng)車起動(dòng)問題的分析過程有利于同學(xué)養(yǎng)成分析物理過程的習(xí)慣，培育同學(xué)的規(guī)律思維力量，綜合運(yùn)用動(dòng)力學(xué)學(xué)問和功率概念分析問題和解決問題的力量，避開簡潔地套用公式；在建立“功率”概念中，讓同學(xué)通過學(xué)習(xí)物理爭辯方法，體會用比值方法來建立新的物理概念，使同學(xué)學(xué)會思考問題；通過充分利用書中的插圖以及聯(lián)系生活中實(shí)例的教學(xué)，引導(dǎo)同學(xué)生疏物理與社會生活的親密聯(lián)系，可以讓同學(xué)感受生活中物理無處不在，無時(shí)不在影響我們的生活，從而激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)物理的愛好；通過同學(xué)設(shè)計(jì)測量人的做功功率的試驗(yàn)，達(dá)到學(xué)以致用的目的，培育同學(xué)運(yùn)用科學(xué)學(xué)問解決實(shí)際問題力量?！窘虒W(xué)目標(biāo)】學(xué)問和技能1．知道功率的物理意義、定義式、單位。2．理解功率的導(dǎo)出式P=F·v的物理意義，并把握其用法，會利用功率的兩個(gè)公式來解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。3．理解平均功率和瞬時(shí)功率，了解平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率的區(qū)分與聯(lián)系。過程和方法1．通過實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形成過程及功率的實(shí)際意義，通過功率的定義過程，體會應(yīng)用比值方法建立物理概念的方法。2．學(xué)會求解各種不同的功率。3．運(yùn)用功率的不同表達(dá)式分析和解決動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)動(dòng)問題。情感態(tài)度與價(jià)值觀1．使同學(xué)養(yǎng)成具體問題具體分析和嚴(yán)密思維的習(xí)慣。2．提高同學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的力量。3．培育同學(xué)敢于發(fā)表自己觀點(diǎn)、擅長合作的良好習(xí)慣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．理解功率的概念。2．知道功率的種類及其計(jì)算。【教學(xué)難點(diǎn)】1．功率的表達(dá)式P=F·v的物理意義和運(yùn)用。2．瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算。【教學(xué)時(shí)數(shù)】1課時(shí)【教學(xué)器材】投影儀、投影片、錄象資料、CAI課件等【教學(xué)過程】新課導(dǎo)入老師：人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來做功，這與人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？請舉例說明。（引發(fā)同學(xué)思考，讓同學(xué)從身邊生活查找做功快慢的事例，并思考機(jī)械與人或畜力做功快慢的差異。）猜測同學(xué)所舉事例可能有：1、人上高樓（如8層樓）時(shí)，乘電梯比走路要快得多；2、拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多；3、挖土機(jī)與人，要完成相同的挖土任務(wù)，人花的時(shí)間要長得多；4、從水井里提水，使用抽水機(jī)比人工要快得多；5、……（列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使同學(xué)體會功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，無處不在，爭辯功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并引導(dǎo)同學(xué)留意觀看身邊物理現(xiàn)象，體會到物理學(xué)問就在我們身邊，感悟物理規(guī)律爭辯的價(jià)值，激起同學(xué)的求知欲。）功是能量轉(zhuǎn)化的量度，人們格外關(guān)注做功的多少。然而不同的機(jī)械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生產(chǎn)事例、工作場面，或呈現(xiàn)一些做功快慢不同的圖片。有條件的狀況下還可通過多媒體手段更生動(dòng)地呈現(xiàn)這些畫面和情景，使同學(xué)對做功快慢的情形有更為形象和具體的生疏，從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎(chǔ)。）老師：在建筑工地上分別接受以下三種方式，把1t的貨物從地面運(yùn)到三樓，方式一：搬運(yùn)工分批搬運(yùn)，需時(shí)間3h方式二：用一臺起重機(jī)提升，需時(shí)1min方式三：用另一臺起重機(jī)提升，需時(shí)30s上述三種狀況下，把貨物由地面運(yùn)到三樓時(shí)，請思考以下問題：1、用不同的方式，對貨物所做的功是否相同？2、所用時(shí)間不同，三種方式中做功的快慢是否相同？結(jié)論：對重物所做的功相同，但所用時(shí)間不同，說明做功快慢不同。說明：通過引導(dǎo)同學(xué)分析有關(guān)事例，形成初步共識：人們選用機(jī)械來做功時(shí)，不僅要考慮做功多少，還要考慮機(jī)械做功的快慢。如挖掘機(jī)做功比人快；大卡車比拖拉機(jī)做功快；拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快；起重吊車比搬運(yùn)工人做功快；抽水機(jī)比轆轤提水快，等等。爭辯做功的快慢有著重要的實(shí)際意義。通過實(shí)際問題讓同學(xué)感性地生疏做功的快慢。老師：不同的機(jī)器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學(xué)們思考并提出解決方案。（引導(dǎo)同學(xué)思考：如何比較物體做功快慢？爭辯中留意培育同學(xué)的發(fā)散思維力量和批判思維力量。）猜測同學(xué)可能有以下生疏：1、選擇相同時(shí)間，比較做功多少，做功多的，做功就快；2、選擇做相同的功，比較做功的時(shí)間長短，時(shí)間長的，做功就慢；3、類比“速度”的定義方法，用做功和完成這些功所花的時(shí)間的比值來定義“功率”；4、……說明：對同學(xué)提出的各種方案可能有問題或不完整，老師應(yīng)鼓舞同學(xué)在溝通中補(bǔ)充完善自己的生疏。教學(xué)中留意引導(dǎo)同學(xué)類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會比值法定義功率概念。新課推動(dòng)一、功率的含義1．定義：功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值叫做功率。（板書）2．定義式：P=W/t（板書）3．物理意義：表示物體做功快慢的物理量。（板書）4．單位：（板書）老師請一位同學(xué)正確地說出定義式中各個(gè)字母所表示的物理量及其單位。國際單位：瓦特（w），常用單位：千瓦（kw）或焦耳/秒（J/s）（板書）W→功→單位：焦耳（J）ｔ→做功所用時(shí)間→單位：秒(s)換算關(guān)系：１kw=1000w１w=１J/s（板書）說明：用已知物理量的比值定義新的物理量，是建立物理概念常用的方法。使用該方法能夠進(jìn)一步揭示和表述被探究對象的某些物理性質(zhì)及變化規(guī)律，像我們已經(jīng)爭辯過的速度、加速度等物理量就是用這種方法來定義的。5.功率是標(biāo)量，功率表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。（板書）6.爭辯與溝通：小試驗(yàn)：把一段粉筆放在書的封面上，打開書的封面形成一個(gè)斜面，并使粉筆開頭下滑。請同學(xué)認(rèn)真分析一下，在下滑的過程中粉筆共受到幾個(gè)力的作用？哪些力做正功？哪些力做負(fù)功？哪些力不做功？假如斜面的傾角增大，狀況會有什么變化？傾角增大時(shí)，功率是否也增大？提示：（1）比較不同傾角時(shí)的功率，應(yīng)留意粉筆開頭下滑處的高度應(yīng)相同。爭辯功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。（2）試驗(yàn)的分析爭辯，要留意所分析的是某個(gè)力的平均功率。留意引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進(jìn)行推演，使思維更加嚴(yán)密。7.一些常見機(jī)械做功功率（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)5×104W～15×104W

（2）摩托車約2×103W

（3）噴氣客機(jī)約2×108W

（4）人心臟跳動(dòng)的功率1.5W左右（5）火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約1×1013W

（6）萬噸巨輪106W以上（7）藍(lán)鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350kW（8）人的平均功率約1×102W（9）優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1000W

二、功率P與力F、速度v的關(guān)系（板書）1.功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo)（板書）老師：一部汽車載重時(shí)和空車時(shí)，在大路上以相同的速度行駛，試爭辯這兩種狀況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？猜測同學(xué)的回答可能有：（1）載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，由于行駛速度一樣，故相同時(shí)間內(nèi)，載重車的牽引力做功較多，所以載重汽車的輸出功率較大；（2）載重汽車行駛得比空車慢，因此功率較??；（3）載重汽車比空車費(fèi)勁，因此載重車的輸出功率較空車時(shí)要大些；（4）……說明：上述分析爭辯的目的是啟發(fā)同學(xué)思考功率與力和速度有何關(guān)系。同學(xué)分析可能會消滅片面和不完整回答，老師要參與到同學(xué)的爭辯分析中，掛念、啟發(fā)和引導(dǎo)同學(xué)形成正確的生疏。得出正確的答案(1)。接著，老師引導(dǎo)同學(xué)思考，如何計(jì)算牽引力的功率。（讓同學(xué)依據(jù)所學(xué)學(xué)問和功率定義式進(jìn)行推演，培育良好的科學(xué)思維力量和思維習(xí)慣）老師：某汽車在平直大路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知其牽引力大小為F，運(yùn)行速度為v，試求此時(shí)汽車牽引力F的功率為多少？（留意引發(fā)同學(xué)思考解決問題的思路，應(yīng)用功和功率的定義式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。）2.公式：P=Fv（F與位移s或v同方向）（板書）即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積.。留意F是速度v方向上的作用力。分析爭辯：由v=s/t求出的是物體在時(shí)間ｔ內(nèi)的平均速度，代入公式P=Fv求出的功率是F在時(shí)間ｔ內(nèi)的平均功率；假如ｔ取得足夠小，則v表示瞬時(shí)速度，此時(shí)由Ｐ＝Fv求得的功率就是F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。即當(dāng)v為平均速度時(shí)，求得的功率就是平均功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)，求得的功率就是瞬時(shí)功率。總結(jié)：v是平均速度，P是平均功率（F為恒力，且F與同向）（板書）P=Fvv是瞬時(shí)速度，P是瞬時(shí)功率（板書）說明：假如物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于瞬時(shí)速度與平均速度相等，故此時(shí)平均功率等于瞬時(shí)功率。老師：汽車以額定功率在平直大路行駛時(shí)，若前方遇到了一段較陡的上坡路段，汽車司機(jī)要做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？猜測同學(xué)的回答可能有：（1）加大油門，汽車可順當(dāng)行駛到達(dá)坡頂。（2）汽車要換檔，才能順當(dāng)行駛到達(dá)坡頂。（3）……師生共同分析：（1）依據(jù)P=Fv知，汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車所需的牽引力增大了，若要保持行駛速度不變，這是不行能的；加大油門，只會增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率（超過額定功率），發(fā)動(dòng)機(jī)將因超負(fù)荷而過熱損壞。（2）這是一種正確的操作方式，當(dāng)司機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度檔位調(diào)低后，速度減小了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順當(dāng)上坡。老師依據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓同學(xué)進(jìn)一步爭辯，如：（1）汽車上坡的時(shí)候，司機(jī)常用換擋的方法來減小速度，為什么？（汽車上坡的時(shí)候，司機(jī)常用換擋的方法來減小速度，來得到較大的牽引力。）（2）汽車上坡時(shí)，要保持速度不變，應(yīng)如何做？（汽車上坡時(shí)，要保持速度不變，就必需加大油門，增大輸出功率來得到較大的牽引力。）（3）起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí)，為什么發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率越大，起吊速度就越大？（起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí)，由于牽引力與重物的重力相等，即牽引力保持不變，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率越大，起吊的速度就越大。）思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？老師：由P=W/t求出的是瞬時(shí)功率還是平均功率?同學(xué)小組爭辯后得出：由公式P=W/t求出的功率，反映了該力在t時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢，故由公式P=W/t求出的功率是平均功率。老師：人力直接做功能否像汽車做功那樣快呢？汽車做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢？人假如做功過快，會產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生什么后果呢？（人做功過快，會引起疲憊、甚至受傷、生病等，汽車超負(fù)荷工作會造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀。）老師：奧運(yùn)長跑運(yùn)動(dòng)員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢？為什么？（奧運(yùn)競賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)局限的競賽，人與機(jī)器一樣，不能長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，短跑運(yùn)動(dòng)員在100m賽跑中，時(shí)間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的輸出功率是正常時(shí)的數(shù)十倍。在5000m的長跑運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員不行能長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，因此長跑運(yùn)動(dòng)員不行能始終保持百米賽跑那樣的速度。）說明：讓同學(xué)通過思考自己身邊所生疏的問題，生疏額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。老師：你對“額定功率和實(shí)際功率以及平均功率和瞬時(shí)功率”是怎樣理解的？①額定功率：指動(dòng)力機(jī)械在長時(shí)間正常工作時(shí)最大輸出功率。也是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值。額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo)，一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是肯定的，機(jī)器不肯定都在額定功率下工作。②實(shí)際功率：機(jī)械在運(yùn)行過程中實(shí)際輸出的功率是實(shí)際功率。實(shí)際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率（稱滿負(fù)荷運(yùn)行），但不能大于額定功率，否則簡潔將機(jī)械損壞。機(jī)車啟動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。③平均功率：物體在一段時(shí)間內(nèi)做功功率的平均值叫平均功率。通常用定義式P=W/t描述，只有當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才等于瞬時(shí)功率。④瞬時(shí)功率：物體在某一時(shí)刻的功率叫做瞬時(shí)功率。通常用P=Fv表示，必需留意F、v與P的同時(shí)性。很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺機(jī)器的額定功率，請同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來，計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功？要消耗多少電能？哪一部機(jī)器最耗電？并與同學(xué)進(jìn)行溝通。老師：（課件呈現(xiàn)）（1）當(dāng)牽引力F肯定時(shí)，功率P和速度v之間有什么關(guān)系？（2）當(dāng)速度v肯定時(shí)，牽引力F和功率P之間關(guān)系如何？（3）當(dāng)輸出功率P肯定時(shí)，牽引力F和速度v之間有什么關(guān)系？依據(jù)公式P=Fv可知，物體的運(yùn)動(dòng)速度v與牽引力F成反比，假如汽車需要較大的牽引力，就必需減小運(yùn)動(dòng)速度。課件呈現(xiàn)下列關(guān)系：F肯定時(shí)，P∝v（板書）據(jù)P=Fv可得v肯定時(shí)，P∝F（板書）P肯定時(shí)，F(xiàn)∝（板書）3.推廣式：P=Fvcosα（α為力F與瞬時(shí)速度v方向間的夾角）說明：（1）當(dāng)F為合外力時(shí)，P為合外力做功的功率；當(dāng)F為某一外力時(shí)，P為該力做功的功率；（2）在汽車等交通工具一類問題中，式中P為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，F(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力，v為汽車的瞬時(shí)速度。4．同學(xué)進(jìn)行測功率活動(dòng)。老師：如何才能知道在某種運(yùn)動(dòng)中自己做功的功率呢？請同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測量方案，并進(jìn)行實(shí)際測量。（激勵(lì)樂觀思考、設(shè)計(jì)可行方案，動(dòng)腦動(dòng)手，體驗(yàn)科學(xué)探究試驗(yàn)方法和感受試驗(yàn)成果的喜悅。）猜測同學(xué)的試驗(yàn)方案可能有：（讓同學(xué)結(jié)合自己的狀況來進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)）方案1：同學(xué)快速跑上樓，來測量做功的最大功率；方案2：估算同學(xué)自己平常上樓或爬山過程的功率；方案3：設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹桿上爬肯定的高度，來測量做功功率；方案4：利用跳繩運(yùn)動(dòng)，來測量做功功率；方案5：測算自己舉起杠鈴時(shí)的最大功率（需要同學(xué)的幫忙）；方案5：……說明：（1）有關(guān)試驗(yàn)方案、原理、器材、數(shù)據(jù)的測定及同學(xué)協(xié)作等，都應(yīng)放手讓同學(xué)自行爭辯、分工，這樣才能培育同學(xué)的試驗(yàn)力量，供應(yīng)同學(xué)合作溝通的機(jī)會。（2）方案選定后，要留意引導(dǎo)同學(xué)如何求功和功率，需要選擇哪些試驗(yàn)器材，測量哪些物理量？測量是否存在誤差問題，如何才能較精確?????地測量。（3）依據(jù)同學(xué)設(shè)計(jì)的方案，組織同學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果可讓同學(xué)通過實(shí)物展臺進(jìn)行溝通匯報(bào)，師生共同觀看，最終還可以進(jìn)行評比活動(dòng)。（4）通過親身的試驗(yàn)活動(dòng)，達(dá)到內(nèi)化學(xué)問，提升力量，培育同學(xué)應(yīng)用物理學(xué)問解決實(shí)際問題力量，同時(shí)也在試驗(yàn)過程中培育同學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（在應(yīng)用物理規(guī)律時(shí)，不僅要做鞏固性練習(xí)，而且要結(jié)合實(shí)際問題情景，讓同學(xué)在實(shí)施的過程中體驗(yàn)如何應(yīng)用物理學(xué)問解決問題，特殊是方案設(shè)計(jì)的爭辯有助于促進(jìn)同學(xué)各方面的進(jìn)展，提高同學(xué)學(xué)習(xí)的愛好，建議課后支配同學(xué)測功率。）【案例評析】本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)不僅留意同學(xué)新學(xué)問的形成過程，讓同學(xué)在學(xué)習(xí)學(xué)問的同時(shí)體會如何進(jìn)行科學(xué)的思維，使同學(xué)養(yǎng)成具體問題具體分析和嚴(yán)密思維的習(xí)慣，而且在教學(xué)過程中留意調(diào)動(dòng)同學(xué)自主學(xué)習(xí)的樂觀性和主動(dòng)性，教學(xué)設(shè)計(jì)留意體現(xiàn)物理學(xué)的價(jià)值，提高同學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題力量，在教與學(xué)過程中促進(jìn)同學(xué)科學(xué)的價(jià)值觀和世界觀形成。本設(shè)計(jì)從同學(xué)日常生活中的例子動(dòng)身引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)一步的思考，發(fā)覺問題，然后通過實(shí)例分析揭示問題的本質(zhì)；在此過程老師留給同學(xué)獨(dú)立思考的空間和時(shí)間，同學(xué)在學(xué)習(xí)的過程中布滿問題意識和創(chuàng)新意識，有效培育了同學(xué)的觀看力量和探究問題的力量。在得出功率P與力F、速度v的關(guān)系之后，老師利用身邊常見的現(xiàn)象，應(yīng)用關(guān)系式分析機(jī)動(dòng)車常見的啟動(dòng)問題，突出體現(xiàn)生活中的物理，讓同學(xué)體驗(yàn)到物理現(xiàn)象就在身邊，物理學(xué)問不僅好玩，而且還是很有價(jià)值的。板書設(shè)計(jì)一、功率的含義1.功率的定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率2.功率的公式：P=（適用求平均功率）3.功率的物理意義：功率是表示做功快慢的物理量國際單位：瓦（w）4.功率的單位：常用單位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）換算關(guān)系：1kw=1000w=1000J/s5.功率是標(biāo)量，表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢二、功率與力、速度的關(guān)系1.功率與力、速度的關(guān)系的推導(dǎo)2.公式：P=Fv（F與位移s或v同方向）v是平均速度，P是平均功率（F為恒力，且F與同向）P=Fvv是瞬時(shí)速度，P是瞬時(shí)功率F肯定時(shí)，P∝v據(jù)P=Fv可得v肯定時(shí)，P∝FP肯定時(shí)，F(xiàn)∝3.推廣式：P=Fvcosα（α為力F與瞬時(shí)速度v方向間的夾角）【相關(guān)鏈接】一、關(guān)于機(jī)動(dòng)車輛常見的啟動(dòng)過程

對于汽車或機(jī)車等交通工具，在靜止開頭啟動(dòng)的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率、牽引力和速度的關(guān)系滿足公式P＝F·v，在P、F、v三個(gè)物理量中，若保持一個(gè)量不變，當(dāng)另一個(gè)量變化時(shí)，第三個(gè)量也隨之變化。關(guān)于汽車的啟動(dòng)過程是一個(gè)較為簡單的物理過程，兩種常見的啟動(dòng)過程分析如下：1、汽車（或機(jī)車）在平直路面上啟動(dòng)和行駛過程（1）汽車（或機(jī)車）以恒定的功率啟動(dòng)和行駛過程（請把握教材的難度和課標(biāo)的難度）汽車牽引功率P保持恒定時(shí)，由P=Fv可知，牽引力大小F與速度v成反比。結(jié)合牛頓其次定律F–f=ma可知，汽車以恒定功率啟動(dòng)的過程，隨著汽車速度v的漸漸增大，汽車的加速度漸漸減小，當(dāng)F=f時(shí)，加速度a=0，此時(shí)汽車的速度達(dá)到最大值vm，最終汽車做勻速運(yùn)動(dòng)。以恒定功率啟動(dòng)過程中，汽車運(yùn)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：①汽車在啟動(dòng)過程中先做加速度不斷變小的加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)牽引力變小，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車開頭以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②汽車在啟動(dòng)過程中的功率始終等于汽車的額定功率；③汽車的牽引力F和阻力f始終滿足牛頓其次定律F-f=ma；④汽車的牽引力F和瞬時(shí)速度v始終滿足P=P額=Fv⑤在啟動(dòng)過程結(jié)束時(shí)，牽引力和阻力平衡，此時(shí)有P額=Fvm=fvm⑥從能的角度看，啟動(dòng)過程中牽引力所做的功分別用以克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能，即W牽=+W阻（2）汽車以恒定的牽引力F啟動(dòng)時(shí)，若汽車受到的阻力f是不變的，汽車做的是加速度a=(F-f)/m的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，汽車的實(shí)際輸出功率P隨汽車速度增大而增大，直至汽車輸出功率等于額定功率，勻加速過程結(jié)束，此時(shí)汽車速度達(dá)到勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的最大速度v1m，接著汽車保持額定功率不變，汽車通過削減牽引力連續(xù)加速，進(jìn)一步提高速度，直到加速度a＝0，最終做勻速行駛運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最終的最大速度。這一啟動(dòng)方式具有下列特點(diǎn)：①汽車啟動(dòng)過程經(jīng)受了兩個(gè)階段，一是勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，二是變加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②汽車在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段，汽車的瞬時(shí)速度vt=at，汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間t1=v1m/a；③汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段，汽車的瞬時(shí)功率Pt=Fvt＜P額；④汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段結(jié)束時(shí)，瞬時(shí)功率Pt等于額定功率P額，且滿足Pt=P額=Fv1m⑤汽車在變加速直線運(yùn)動(dòng)階段功率恒為額定功率，進(jìn)入勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力和阻力平衡，有Pt=P額=fvm⑥從能的角度看，勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段W牽1－fs1=（其中W牽1和s1分別為勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段牽引力做的功和位移），變加速直線運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功W牽2=P額t2（t2為變加速直線運(yùn)動(dòng)階段所經(jīng)受的時(shí)間），W牽2－fs2=－（s2為變加速直線運(yùn)動(dòng)階段的位移）。這一過程中各量的變化，可用下列流程圖來表示。a=a=P↑=Fv↑P=P額，a=≠0F=P額/v↑a=↓a=0，（a）勻速直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)汽車在傾角為θ的斜坡上從靜止開頭啟動(dòng)時(shí)，無論以額定功率啟動(dòng)，還是以恒定牽引力啟動(dòng)，其啟動(dòng)過程和在平直路面上的狀況相像，主要有以下幾點(diǎn)區(qū)分：（1）汽車在斜坡上啟動(dòng)時(shí)，汽車的牽引力F、阻力f和重力沿斜坡向下的分力mgsinθ三者始終滿足牛頓其次定律，上坡時(shí)F－f－mgsinθ=ma，下坡時(shí)F+mgsinθ－f=ma（若以額定功率啟動(dòng)，加速度a時(shí)刻在變；若以恒定牽引力啟動(dòng)，加速度a恒定）。（2）汽車在斜坡上啟動(dòng)過程剛結(jié)束時(shí)，由于牽引力、阻力和重力沿斜坡向下的分力三者平衡，上坡時(shí)有F=f+mgsinθ，P額=Fvm=（f+mgsinθ）vm，下坡時(shí)有F=f－mgsinθ，P額=Fvm=（f－mgsinθ）vm。（3）從能的角度看，若以額定功率啟動(dòng)，上坡時(shí)牽引力做功有三個(gè)方面的作用，一是克服阻力做功，二是增加汽車的重力勢能，三是增加汽車的動(dòng)能；下坡時(shí)牽引力、重力做正功有兩個(gè)方面的作用，即克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能。若以恒定牽引力啟動(dòng)，上坡時(shí)牽引力做功也有三個(gè)方面的作用，一是克服阻力做功，二是增加汽車的重力勢能，三是增加汽車的動(dòng)能；下坡時(shí)牽引力、重力做正功有兩個(gè)方面的作用，即克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能。二、人消耗的功率人要維持生命進(jìn)行活動(dòng)（包括體力的和腦力的活動(dòng)），就必需消耗能量做功，在不同狀況下消耗的功率大小是不同的。一個(gè)成年人在熟睡的時(shí)侯，消耗的功率大約是80w，這個(gè)功率用來維持其身體的代謝，因此把這個(gè)功率叫做基本代謝率。在進(jìn)行一般腦力勞動(dòng)時(shí)，例猶如學(xué)在上課時(shí)，消耗的功率約為150w，其中約80w為基本代謝率，約40w消耗在腦的活動(dòng)中。在中等猛烈的運(yùn)動(dòng)中，例如以