师：同学们，今天我们学习高一粤教版物理必修二第四单元第二节功率。大家听说过3D打印技术吧，现在有人已经用它打印出房子了，可不是在纸上打印，而是实实在在的房子。我们来看个视频。
最近，中国一栋约230平方米的3D打印双层小楼在中建二局广东建设基地建成，它是世界上最大的原位轮廓工艺3D打印双层建筑。3D打印技术能24小时昼夜不停打印，主体打印部分仅需3天，还能节约材料超60%，建好的房屋寿命可达50年。这是中国技术、中国制造的实验成品房，我们已开始采用3D打印技术，未来还有什么不能建呢？
从视频可见，两三个人3天就造出两层楼的房子，要是靠人力，起码得两三个月。对比可知，3D打印技术建房速度快多了。再看这三幅图，万里长城、三峡大坝和火神山医院。万里长城是世界七大奇迹之一，从西周开始修建，历经几个朝代靠人力建成，共用时282年。三峡大坝是世界最大的水利发电站，1994年开建，2009年竣工，建设中用了大量机械设备，耗时15年。2020年初，新冠疫情肆虐，危难之际，国家以雷霆之势，10天建成火神山医院，抑制了疫情蔓延。回到主题，这三个工程哪个建造速度最快呢？似乎不好直接判断。万里长城修建时间长，但工程量大；火神山医院时间短，可工程量小。要比较谁速度最快，应看相同时间内谁的工程量大。上节课我们学了功，做功不仅有大小，还有快慢之分。那怎么衡量力做功的快慢呢？物理学中，用力对物体做的功与做功所用时间的比值来描述，这个比值叫功率，用符号p表示，表达式是p = W/t 。功是标量，功率也是标量，虽有正负，但不表示方向和大小。
功的单位是焦，时间单位是秒，所以功率单位是焦每秒。因为功率概念重要，为纪念伟大科学家瓦特，我们给功率另一个单位——瓦特，即1瓦 = 1焦每秒，功率还有个单位是千瓦，1千瓦 = 1000瓦 。关于瓦特，有个传说，说他看到烧开的水顶开锅盖，就发明了蒸汽机，大大提高了社会生产力。其实，第一台蒸汽机不是瓦特发明的，他是改良了蒸汽机，让它更实用。人们为纪念他，用瓦特作功率单位。再看这个式子，它表示一段时间内做功的快慢，但这段时间里，可能前慢后快，比如同学们周末做作业，周六做得慢，周日下午做得快，所以这个式子不能表示每时每刻做功的快慢，我们叫它平均功率。为描述每时每刻做功快慢，要引入另一个物理量。
我们把功的表达式写成W = Fs cosθ 。当时间极短时，s/t就是瞬时速度，式子就变成P = Fv cosθ ，这就是瞬时功率，其中v是瞬时速度，θ 是力与速度的夹角。特别地，当θ = 0°时，式子变为P = Fv ；当θ = 180°时，式子变为P = - Fv 。
学了这两条功率表达式，来看课本86页的讨论与交流。第一，公式中的F指什么？第二，这两条式子有啥区别？第一个问题，如果问重力的功率，F就表示重力；问摩擦力的功率，F表示摩擦力；问合外力的功率，F表示合外力。第二个问题，P = W/t适用于某个过程，表示平均功率，应用时要注意过程；P = Fv cosθ应用于某个时刻，表示瞬时功率，计算时注意夹角，这个式子也能算平均功率，不过要求力是恒力，速度是平均速度。
来看两道题。一个木块沿粗糙斜面由静止下滑，已知条件如题所示，求前两秒重力的平均功率和2秒末瞬时功率。求平均功率，注意2秒内这个过程，求出2秒内重力做的功就行。先利用牛顿第二定律求加速度，受力分析后，用运动学公式求位移，再用公式算功率。求2秒末瞬时功率，先求2秒末速度，还是用运动学公式算，此时重力与速度不共线，有夹角θ ，所以瞬时功率等于mgv cos53° 。当然，求平均功率还能用平均速度算，先求平均速度，再代入式子，此时重力与平均速度也有夹角，平均功率就是14瓦。
接着，利用P = FV分析与交通工具有关的现象。先介绍几个概念，汽车发动机产生的动力叫牵引力，用F表示，发动机对外做功的功率叫输出功率，用P表示，汽车行驶速度用v表示，三者关系是P = FV 。还有个参数叫额定功率，是机器长时间工作允许的最大功率，机器正常工作时的实际输出功率叫实际功率，通常实际功率小于额定功率。
手动挡汽车爬坡时，司机常挂D档，这是为啥呢？因为D档能让车速较小，汽车变速箱通过连接不同齿轮控制车速，一般汽车有五个档位，一档车速0 - 15千米每小时，二档20 - 35千米每小时，三档30 - 45千米每小时，四档40 - 55千米每小时，五档55千米每小时以上。根据P = FV ，P一定时，v越小，F越大，所以爬坡用D档是为了获得更大牵引力。我国电动自行车新国标要求电机功率小于400瓦，为啥呢？电动车启动时速度小，根据P = FV ，速度小功率大，牵引力就大，加速大，在人员密集处易出交通事故，所以要限制电机功率。