新人教版中物理必修同步學(xué)案第七章

機(jī)械能守恒定律【學(xué)標(biāo)知和能1．知道功率的物理意義、定義、單位。2理解功率的導(dǎo)出式·的理意義并握其用法會(huì)用功率的兩個(gè)公來(lái)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，解平均功率、瞬時(shí)功率額定功率、實(shí)際功率的區(qū)別與聯(lián)系。過(guò)和法1．通過(guò)實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形過(guò)及功率的實(shí)際意，通過(guò)功率的定義過(guò)程，體會(huì)應(yīng)用比值方法建立物理概念的方法。2．學(xué)會(huì)求解各種不同的功率。3．運(yùn)用功率的不同表達(dá)式分析解決動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。情態(tài)與值1．使學(xué)生養(yǎng)成具體問(wèn)題具體分和嚴(yán)密思維的習(xí)慣。2．提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解實(shí)際問(wèn)題的能力。3．培養(yǎng)學(xué)生敢于發(fā)表自己觀點(diǎn)善于合作的良好習(xí)慣。【學(xué)點(diǎn)1．理解功率的概念。2．知道功率的種類及其計(jì)算?！緦W(xué)點(diǎn)1．功率的表達(dá)式·的理意義和運(yùn)用。2．瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算【教時(shí)】2課【教過(guò)】新導(dǎo)教師人在生產(chǎn)生活和工作使用了大量的機(jī)械來(lái)做功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(qǐng)舉例說(shuō)明。（引發(fā)學(xué)生思考學(xué)從身邊活尋找做功快慢的事例思考機(jī)械與人或畜力做功快慢的差異。）共頁(yè)

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預(yù)測(cè)學(xué)生所舉事例可能有：1、人上高樓（如8層）時(shí)，電梯比走路要快得多；2、拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得；3、挖土機(jī)與人，要完成相同的土任務(wù)，人花的時(shí)間要長(zhǎng)得多；4、從水井里提水，使用抽水機(jī)人工要快得多；5、??（列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使學(xué)生體會(huì)功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，無(wú)處不在，研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義引學(xué)生注意觀察身邊物理現(xiàn)象會(huì)物理知識(shí)就在我們身邊，感悟物理規(guī)律研究的價(jià)值，激起學(xué)生的求知欲。）功是能量轉(zhuǎn)化的量度人們十分注做功的多少而不同的機(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(chǎng)面，或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過(guò)多媒體手段更生動(dòng)地展示這些畫(huà)面和情景對(duì)做功快慢的情形有更為形象和具體的認(rèn)識(shí)，從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎(chǔ)。）教師：在建筑工地上分別采用以下三種方式，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)間方式二：用一臺(tái)起重機(jī)提升，需時(shí)1min方式三：用另一臺(tái)起重機(jī)提升，需時(shí)30上述三種情況下，把貨物由地面運(yùn)到三樓時(shí)，請(qǐng)思考以下問(wèn)題：1、用不同的方式，對(duì)貨物所做功是否相同？2、所用時(shí)間不同，三種方式中功的快慢是否相同？結(jié)：重所的相，所時(shí)不，明功慢同。說(shuō)明通引導(dǎo)學(xué)生分析有關(guān)事形成初步共識(shí)：人們選用機(jī)械來(lái)做功時(shí)，不僅要考慮做功多少，還要考慮機(jī)械做功的快慢挖機(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吊比搬運(yùn)工人做功快；抽水機(jī)比轆轤提水快，等等。研究做功的快慢有著重要的實(shí)際意義。通過(guò)實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)做功的快慢。教師不同的機(jī)器或物體做功有有慢何來(lái)衡量做功的快慢呢？請(qǐng)同學(xué)們思考并提出解決方案。（引導(dǎo)學(xué)生思考：如何比較物體做功快慢？討論中注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和批判思維能力。）預(yù)測(cè)學(xué)生可能有以下認(rèn)識(shí)：1、選擇相同時(shí)間，比較做功多，做功多的，做功就快；2、選擇做相同的功，比較做功時(shí)間長(zhǎng)短，時(shí)間長(zhǎng)的，做功就慢；3、類比“速度”的定義方法，做功和完成這些功所花的時(shí)間的比值來(lái)定義“功率”；4、??共頁(yè)

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說(shuō)明對(duì)學(xué)生提出的各種方案可有問(wèn)題或不完整師鼓勵(lì)學(xué)生在交流中補(bǔ)充完善自己的認(rèn)識(shí)。教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會(huì)比值法定義功率概念。新課推進(jìn)一功的義．定：完這功用間t的比叫功。（書(shū)．定式P=W/t

（書(shū)．物意：示體功慢物量（板）．單：板）師請(qǐng)一位同學(xué)正確地說(shuō)出定義式中各個(gè)字母所表示的物理量及其單位。國(guó)單：特w，常用位千（）或耳/（J/s）板）W→功→單位：焦耳（J）ｔ→做功所用時(shí)間→單位：(s)換關(guān)：１w=１J/s（板）說(shuō)明用知物理量的比值定義的物理量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(duì)象的某些物理性質(zhì)及變化規(guī)律，像我們已經(jīng)研究過(guò)的速度、加速度等物理量就是用這種方法來(lái)定義的。功是量功率示功程能轉(zhuǎn)的慢（書(shū)討與流小驗(yàn)把一段粉筆放在書(shū)的封面上書(shū)的封面形成一個(gè)斜面使筆開(kāi)始下滑。請(qǐng)同學(xué)仔細(xì)分析一下滑過(guò)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？如果斜面的傾角增大況有什么變化？?jī)A角增大時(shí)率否也增大？提示：（）較不同傾角時(shí)的功率，應(yīng)注意粉筆開(kāi)始下滑處的高度應(yīng)相同。討論功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。（）驗(yàn)的分析討論，要注意所分析的是某個(gè)力的平均功率。注意引導(dǎo)學(xué)生進(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。一常機(jī)做功率（）車發(fā)動(dòng)機(jī)5×10W～15×10W（）摩托車約2×10W（）氣客機(jī)約2×10W（）人心臟跳動(dòng)的功率1.5W左右（）箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約1×10W（）萬(wàn)噸巨輪10W以上（）鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350kW（8人的平均功率約1×10W（）秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1000W二功P與力、速v的關(guān)板）共頁(yè)

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功與、度的系導(dǎo)（書(shū)教師一汽車載重時(shí)和空車時(shí)公路上以相同的速度行駛試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？預(yù)測(cè)學(xué)生的回答可能有：（）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；（）重汽車行駛得比空車慢，因此功率較??；（）重汽車比空車費(fèi)力，因此載重車的輸出功率較空車時(shí)要大些；（）??說(shuō)明上述分析討論的目的是啟學(xué)生思考功率與力和速度有何關(guān)系生析可能會(huì)出現(xiàn)片面和不完整回答教要加到學(xué)生的討論分析中助啟和引導(dǎo)學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)。得出正確的答案(1)。接著教引導(dǎo)學(xué)生思考，如何算牽引力的功率學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)和功率定義式進(jìn)行推演，培養(yǎng)良好的科學(xué)思維能力和思維習(xí)慣）教師：某汽車在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知其牽引力大小為F，運(yùn)行速度為，試求此時(shí)汽車牽引力F的功為多少？（注意引發(fā)學(xué)生思考解決問(wèn)題的思路，應(yīng)用功和功率的定義式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。）公式P=Fv

（F與位s或同向（書(shū)即力的率等于力F和物運(yùn)動(dòng)速度v的積.注意F是度v方向上作用力。分析討論：由=求的是物體在時(shí)間內(nèi)的平均速度，代入公式=Fv求出功率是F在時(shí)內(nèi)的平均功率；如果ｔ取得足夠小，則v表示瞬時(shí)速度，此時(shí)Fv求得的功率就是F在該刻的瞬功率。即當(dāng)為平均速度時(shí)，求得的功率就是平均功率，v為瞬速度時(shí)，求得的功率就是瞬時(shí)功率?？偨Y(jié)：v是平速

v

，P是平功

P

（為力且F與

v

同）板）P=Fvv是時(shí)度P是瞬功（書(shū)說(shuō)明如物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)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。教師汽以額定功率在平直公行駛時(shí)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？預(yù)測(cè)學(xué)生的回答可能有：（）大油門，汽車可順利行駛到達(dá)坡頂。（）車要換檔，才能順利行駛到達(dá)坡頂。共頁(yè)

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（）??師生共同分析：（）根據(jù)P=Fv汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車需的牽引力增大了，若要保持行駛速度不變這不能的加大油門，只會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率（超過(guò)額定功率），發(fā)動(dòng)機(jī)將因超負(fù)荷而過(guò)熱損壞。（）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)低后度減小了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)一步討論，如：（）車上坡的時(shí)候，司機(jī)常用換擋的方法來(lái)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(lái)減小速度，來(lái)得到較大的牽引力。）（）車上坡時(shí)，要保持速度不變，應(yīng)如何做？（汽車上坡時(shí)持速度不變須大油門輸出功率來(lái)得到較大的牽引力（）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)于牽引力與重物的重力相等牽引力保持不變，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？教師：由P=W/t出的是瞬時(shí)功率還是平均功率學(xué)生小組討論后得出：由公式P=W/求的功率，反映了該力在t時(shí)間做功的平均快慢，故由公式P=Wt求的功率是平均功率。教師直接做功能否像汽車功那樣快呢？汽車做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢？人如果做功過(guò)快，會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？（人做功過(guò)快會(huì)起疲勞、甚受傷病等，汽車超負(fù)荷工作會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀。）教師：奧運(yùn)長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員能否用100m短的速度來(lái)完成5000m的賽跑路程呢？為什么？（奧運(yùn)比賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)局限的比賽與機(jī)器一樣不能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)短跑運(yùn)動(dòng)員在100m賽中，時(shí)間不是十幾秒，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的跑運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員不可能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)此長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。）說(shuō)明讓學(xué)生通過(guò)思考自己身邊熟悉的問(wèn)題識(shí)額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。教師：你對(duì)“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額定率：指力機(jī)械在長(zhǎng)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。共頁(yè)

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額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo)個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的器一定都在額定功率下工作。②實(shí)功：械在運(yùn)行過(guò)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，可以等于其額定功稱負(fù)荷運(yùn)行），但不能大于額定功率，否則容易將機(jī)械損壞。機(jī)車啟動(dòng)過(guò)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：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瞬功：體在某一時(shí)刻的功率叫做瞬時(shí)率。通常用P表，必須注意與P的同性。很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺(tái)機(jī)器的額定功率學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來(lái)家的每部機(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)行交流。教師：（課件展示）（）牽力F一定時(shí)功P和速之有么系？（）速定，引F和功之關(guān)如何（）輸功P定，引F和速v之間什關(guān)？根據(jù)公式P=Fv可知物體的運(yùn)動(dòng)速度v與引力F成比，如果汽車需要較大的牽引力，就必須減小運(yùn)動(dòng)速度。課件展示下列關(guān)系：F一時(shí)P（板）據(jù)P=Fv可得定，∝F（書(shū)P一時(shí)F

v

（書(shū)推廣：P=Fvcosα

（為與時(shí)度v方向的角說(shuō)明：（當(dāng)為外力時(shí)P為外力做功的功率；當(dāng)為一外力為力做功的功率；（）汽車等交通工具一類問(wèn)題中，式中P為動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為發(fā)機(jī)的牽引力，v為汽車的瞬時(shí)速度。．學(xué)進(jìn)測(cè)率動(dòng)教師如何才能知道在某種運(yùn)動(dòng)自己做功的功率呢？請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量方案進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。（激勵(lì)積極思考設(shè)計(jì)可行方案腦動(dòng)手體驗(yàn)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)方法和感受實(shí)驗(yàn)成果的喜悅。）預(yù)測(cè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案可能有：（讓學(xué)生結(jié)合自己的情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）共頁(yè)

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方案1：學(xué)生快速跑上樓，來(lái)測(cè)做功的最大功率；方案2：估算學(xué)生自己平時(shí)上樓爬山過(guò)程的功率；方案3：設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹(shù)桿爬一定的高度，來(lái)測(cè)量做功功率；方案4：利用跳繩運(yùn)動(dòng)，來(lái)測(cè)量功功率；方案5：測(cè)算自己舉起杠鈴時(shí)的大功率（需要同學(xué)的幫忙）；方案5：??說(shuō)明：（有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案原器材數(shù)據(jù)的測(cè)定及同學(xué)協(xié)作等應(yīng)放手讓學(xué)生自行討論、分工，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提供學(xué)生合作交流的機(jī)會(huì)。（方選定后，要注意引導(dǎo)生如何求功和功率，需要選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)量哪些物理量？測(cè)量是否存在誤差問(wèn)題，如何才能較準(zhǔn)確地測(cè)量。（根學(xué)生設(shè)計(jì)的方案組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果可讓學(xué)生通過(guò)實(shí)物展臺(tái)進(jìn)行交流匯報(bào)，師生共同觀看，最后還可以進(jìn)行評(píng)選活動(dòng)。（通親身的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，達(dá)內(nèi)化知識(shí)，提升能力，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力，同時(shí)也在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（在應(yīng)用物理規(guī)律時(shí)不僅要做固性練習(xí)而要結(jié)合實(shí)際問(wèn)題情景讓學(xué)生在實(shí)