高中高一物理必修二教課方案：功率-教課設(shè)計(jì)高中高一物理必修二教課方案：功率-教課方案【教材分析】本節(jié)表達(dá)功率的看法，功率公式的應(yīng)用。功率的看法、功率的物理意義是本節(jié)的要點(diǎn)內(nèi)容，假如學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)變的快慢，自然能感悟出功率其實(shí)是描述能量轉(zhuǎn)變快慢的物理量。要使學(xué)生確實(shí)地理解公式P=Fv的意義，要經(jīng)過(guò)例題的教課，使學(xué)生會(huì)應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)均勻功率和瞬時(shí)功率有所理解。瞬時(shí)功率的看法學(xué)生較難理解，這是難點(diǎn)。學(xué)生常常以為，在某瞬時(shí)物體沒(méi)有位移就沒(méi)有做功問(wèn)題，更談不上功率了。假如學(xué)生沒(méi)有認(rèn)識(shí)到功率是描述能量轉(zhuǎn)變快慢的物理量，這個(gè)難點(diǎn)就不易打破，所以，在前面講清楚功率的物理意義很有必需，它是理解瞬時(shí)功率看法和物理意義的基礎(chǔ)。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與汽車的最大速率之間的關(guān)系，最好采納課后專題講座的形式進(jìn)行，以便經(jīng)過(guò)分析汽車由開(kāi)動(dòng)到勻速行駛的物理過(guò)程，使學(xué)生養(yǎng)成分析物理過(guò)程的習(xí)慣，防備簡(jiǎn)單地套用公式?！窘陶n目標(biāo)】㈠知識(shí)與技術(shù)1、理解功率的定義及額定功率與實(shí)質(zhì)功率的定義第1頁(yè)/共16頁(yè)2、P=W/t，P=Fv的運(yùn)用㈡過(guò)程與方法1、P=W/t平常指均勻功率，t0為瞬時(shí)功率2、P=Fv，分析汽車的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷徙㈢感情、態(tài)度與價(jià)值觀感知功率在生活中的實(shí)質(zhì)應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀?！窘陶n要點(diǎn)】理解功率的看法，并靈巧應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算均勻功率和瞬時(shí)功率?！窘陶n難點(diǎn)】正確區(qū)分均勻功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義，并可以利用相關(guān)公式計(jì)算均勻功率和瞬時(shí)功率。【教課方法】教師啟示、指引，學(xué)生自主閱讀、思慮，談?wù)?、交流學(xué)習(xí)成就。【教課工具】投影儀、投電影、錄相資料、CAI課件。【教課過(guò)程】㈠、新課導(dǎo)入教師：人們?cè)谏a(chǎn)、生活和工作中使用了大批的機(jī)械來(lái)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第2頁(yè)/共16頁(yè)同?請(qǐng)舉例說(shuō)明。(引起學(xué)生思慮，讓學(xué)生從身旁生活找尋做功快慢的案例，并思慮機(jī)械與人或畜力做功快慢的差異。)展望學(xué)生所舉案例可能有：1、人上高樓(如8層樓)時(shí)，乘電梯比走路要快得多;2、拖沓機(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(zhǎng)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)生的案例，使學(xué)生領(lǐng)悟功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，無(wú)處不在，研究功率擁有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并指引學(xué)生注意觀察身旁物理現(xiàn)象，領(lǐng)悟到物理知識(shí)就在我們身旁，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)變的量度，人們十分關(guān)注做功的多少。但是不一樣的機(jī)械或人，其做功的快慢是不一樣的。(分析一些生產(chǎn)案例、工作場(chǎng)面，或展現(xiàn)一些做功快慢不一樣的圖片。有條件的狀況下還可經(jīng)過(guò)多媒體手段再生動(dòng)地展現(xiàn)這些畫面和情況，使學(xué)生對(duì)做功快慢的情況有更加形象和詳盡的認(rèn)識(shí)，從而為建立正確的功率看法打下優(yōu)秀基礎(chǔ)。)教師：在建筑工地上分別采納以下三種方式，把1t的貨物從地面運(yùn)到三樓，第3頁(yè)/共16頁(yè)方式一：搬運(yùn)工分批搬運(yùn)，需時(shí)間3h方式二：用一臺(tái)起重機(jī)提高，需時(shí)1min方式三：用另一臺(tái)起重機(jī)提高，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(qǐng)思慮以下問(wèn)題：1、用不一樣的方式，對(duì)貨物所做的功能否相同?2、所用時(shí)間不一樣，三種方式中做功的快慢能否相同?結(jié)論：對(duì)重物所做的功相同，但所用時(shí)間不一樣，說(shuō)明做功快慢不一樣。(經(jīng)過(guò)指引學(xué)生分析相關(guān)案例，形成初步共識(shí)：人們采納機(jī)械來(lái)做功時(shí)，不但要考慮做功多少，還要考慮機(jī)械做功的快慢。如發(fā)掘機(jī)做功比人快;大卡車比拖沓機(jī)做功快;拖沓機(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。研究做功的快慢有側(cè)重要的實(shí)質(zhì)意義。經(jīng)過(guò)實(shí)質(zhì)問(wèn)題讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)做功的快慢。)教師：不一樣的機(jī)器或物體做功有快有慢，如何來(lái)衡量做功的快慢呢?請(qǐng)同學(xué)們思慮并提出解決方案。(指引學(xué)生思慮：如何比較物體做功快慢?談?wù)撝凶⒁馀嘤龑W(xué)生的發(fā)散思想能力和批評(píng)思想能力。)展望學(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(zhǎng)短，時(shí)間長(zhǎng)的，做第4頁(yè)/共16頁(yè)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(lái)定義功率4、(對(duì)學(xué)生提出的各種方案可能有問(wèn)題或不完好，教師應(yīng)鼓舞學(xué)生在交流中增補(bǔ)完美自己的認(rèn)識(shí)。教課中注意指引學(xué)生類比如速度、加速度看法的定義方法，領(lǐng)悟比值法定義功率看法。)㈡、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)教師請(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)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=1000w?1w=1J/s(板書)說(shuō)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。使用該方法可以進(jìn)一步揭穿和表述被研究對(duì)第5頁(yè)/共16頁(yè)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類方法來(lái)定義的。功率是標(biāo)量，功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)變的快慢。(板書)談?wù)撆c交流：小實(shí)驗(yàn)：把一段粉筆放在書的封面上，打開(kāi)書的封面形成一個(gè)斜面，并使粉筆開(kāi)始下滑。請(qǐng)同學(xué)仔細(xì)分析一下，在下滑的過(guò)程中粉筆共遇到幾個(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(huì)有什么變化?傾角增大時(shí)，功率能否也增大?提示：⑴比較不一樣傾角時(shí)的功率，應(yīng)注意粉筆開(kāi)始下滑處的高度應(yīng)相同。談?wù)摴β蕰r(shí)須指明哪個(gè)力的功率。⑵實(shí)驗(yàn)的分析談?wù)?，要注意所分析的是某個(gè)力的均勻功率。注意指引學(xué)生進(jìn)行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論長(zhǎng)進(jìn)行推演，使思想更加嚴(yán)實(shí)。一些常有機(jī)械做功功率⑴汽車發(fā)動(dòng)機(jī)5104W～15104W⑵摩托車約2103W⑶噴氣客機(jī)約2108W⑷人心臟跳動(dòng)的功率1.5W左右⑸火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約11013W第6頁(yè)/共16頁(yè)⑹萬(wàn)噸巨輪106W以上⑺藍(lán)鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350kW⑻人的均勻功率約1102W⑼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)功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo)(板書)教師：一部汽車載重時(shí)和空車時(shí)，在公路上以相同的速度行駛，試談?wù)撨@兩種狀況下汽車的輸出功率能否相同?為何?展望學(xué)生的回答可能有：⑴載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，因?yàn)樾旭偹俣认嗤?，故相同時(shí)間內(nèi)，載重車的牽引力做功許多，所以載重汽車的輸出功率較大;⑵載重汽車行駛得比空車慢，所以功率較小;⑶載重汽車比空車資力，所以載重車的輸出功率較空車時(shí)要大些;⑷說(shuō)明：上述分析談?wù)摰哪康氖菃⑹緦W(xué)生思慮功率與力和速度有何關(guān)系。學(xué)生分析可能會(huì)出現(xiàn)片面和不完好回答，教師要參加到學(xué)生的談?wù)摲治鲋?，幫助、啟示和指引學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)。得出正確的答案(1)。接著，教師指引學(xué)生思慮，如何計(jì)算牽引力的功率。(讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識(shí)和功率定義式進(jìn)行推演，培育優(yōu)秀的科學(xué)思想能力和思想習(xí)慣)第7頁(yè)/共16頁(yè)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v，試求此時(shí)汽車牽引力F的功率為多少?(注意引起學(xué)生思慮解決問(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)。)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.。注意F是速度v方向上的作用力。分析談?wù)摚河蓈=s/t求出的是物體在時(shí)間t內(nèi)的均勻速度，代入公式P=Fv求出的功率是F在時(shí)間t內(nèi)的均勻功率;假如t獲得足夠小，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為均勻速度時(shí)，求得的功率就是均勻功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)，求得的功率就是瞬時(shí)功率?？偨Y(jié)：v是均勻速度，P是均勻功率(F為恒力，且F與同向)(板書)v是瞬時(shí)速度，P是瞬時(shí)功率(板書)說(shuō)明：假如物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗矔r(shí)速度與均勻速度相等，故此時(shí)均勻功率等于瞬時(shí)功率。教師：汽車以額定功率在平直公路行駛時(shí)，若前面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，才能保證汽車駛到坡頂?為何?第8頁(yè)/共16頁(yè)展望學(xué)生的回答可能有：⑴加大油門，汽車可順利行駛到達(dá)坡頂。⑵汽車要換檔，才能順利行駛到達(dá)坡頂。⑶師生共同分析：⑴依據(jù)P=Fv知，汽車以額定功率行駛，因碰上坡路段，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(huì)增添發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率(超出額定功率)，發(fā)動(dòng)機(jī)將因超負(fù)荷而過(guò)熱損壞。⑵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，汽車即可順利上坡。教師依據(jù)課堂需要還可以提出一些問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)一步談?wù)?，如：⑴汽車上坡的時(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)獲取較大的牽引力。)⑵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，就一定加大油門，增大輸出功率來(lái)獲取較大的牽引力。)⑶起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí)，為何發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率越大，起吊速度就越大?第9頁(yè)/共16頁(yè)(起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí)，因?yàn)闋恳εc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。)思慮：汽車等交通工具，如何才能獲取更大的行駛速度?教師：由P=W/t求出的是瞬時(shí)功率還是均勻功率??學(xué)生小組談?wù)摵蟮贸觯河晒絇=W/t求出的功率，反響了該力在t時(shí)間內(nèi)做功的均勻快慢，故由公式P=W/t求出的功率是均勻功率。?教師：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(guò)快，會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果呢?汽車超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果呢?(人做功過(guò)快，會(huì)引起疲憊、甚至受傷、生病等，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短跑的速度來(lái)完成5000m的賽跑行程呢?為何?(奧運(yùn)競(jìng)賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)限制的競(jìng)賽，人與機(jī)器相同，不可以長(zhǎng)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)間但是是十幾秒，能以最大的速度跑完好程，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(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員不行能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，所以長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員不行能向來(lái)保持百米賽跑那樣的速度。)說(shuō)明：讓學(xué)生經(jīng)過(guò)思慮自己身旁所熟習(xí)的問(wèn)題，認(rèn)識(shí)額定功第10頁(yè)/共16頁(yè)率和實(shí)質(zhì)功率的看法以及看法的意義。教師：你對(duì)額定功率和實(shí)質(zhì)功率以及均勻功率和瞬時(shí)功率是如何理解的?①額定功率：指動(dòng)力機(jī)械在長(zhǎng)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)械的額定功率是必定的，機(jī)器不必定都在額定功率下工作。②實(shí)質(zhì)功率：機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)質(zhì)輸出的功率是實(shí)質(zhì)功率。實(shí)質(zhì)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)，但不可以大于額定功率，不然簡(jiǎn)單將機(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均勻功率：物體在一段時(shí)間內(nèi)做功功率的均勻值叫均勻功率。平常用定義式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。平常用P=Fv表示，一定注意F、v與P的同時(shí)性。很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺(tái)機(jī)器的額定功率，請(qǐng)同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來(lái)，計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功?要耗費(fèi)多少電能?哪一部機(jī)器最耗電?并與同學(xué)進(jìn)行交流。第11頁(yè)/共16頁(yè)教師：(課件展現(xiàn))⑴當(dāng)牽引力F一準(zhǔn)時(shí)，功率P和速度v之間有什么關(guān)系?⑵當(dāng)速度v一準(zhǔn)時(shí)，牽引力F和功率P之間關(guān)系如何?⑶當(dāng)輸出功率P一準(zhǔn)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，就一定減小運(yùn)動(dòng)速度。課件展示以下關(guān)系：F一準(zhǔn)時(shí)，Pv(板書)據(jù)P=Fv可得v一準(zhǔn)時(shí)，PF(板書)P一準(zhǔn)時(shí)，F(xiàn)(板書)3.推行式：P=Fvcos(為力F與瞬時(shí)速度v方向間的夾角)說(shuō)明：⑴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;⑵在汽車等交通工具一類問(wèn)題中，式中P為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)質(zhì)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.學(xué)生進(jìn)行測(cè)功率活動(dòng)。教師：如何才能知道在某種運(yùn)動(dòng)中自己做功的功率呢?請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)丈量方案，并進(jìn)行實(shí)質(zhì)丈量。(激勵(lì)踴躍思慮、設(shè)計(jì)可行方案，動(dòng)腦著手，體驗(yàn)科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)方法和感覺(jué)實(shí)驗(yàn)成就的愉悅。)展望學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案可能有：(讓學(xué)生結(jié)合自己的狀況來(lái)進(jìn)行第12頁(yè)/共16頁(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))方案1：學(xué)生快速跑上樓，來(lái)丈量做功的最大功率;方案2：估量學(xué)生自己平常上樓或爬山過(guò)程的功率;方案3：設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹(shù)桿上爬必定的高度，來(lái)丈量做功功率;方案4：利用跳繩運(yùn)動(dòng)，來(lái)丈量做功功率;方案5：測(cè)算自己舉起杠鈴時(shí)的最大功率(需要同學(xué)的幫忙);㈢、本課小結(jié)先讓學(xué)生總結(jié)，教師后增補(bǔ)，用實(shí)物投影的形式顯示本節(jié)課的內(nèi)容和方法。經(jīng)過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了以下幾個(gè)問(wèn)題：1.功率是表示物體做功快慢的物理量2.功率的單位有W、KW、1KW=1000W3.功率的求解公式有：P=W/t，P=Fv此中P=W/t和P=Fv可用來(lái)求解均勻功率，而P=Fv也可用來(lái)求解瞬時(shí)功率。㈣、部署作業(yè)(一)請(qǐng)同學(xué)們研究功率這一看法在平常生活中的應(yīng)用，例汽車以恒定功率起動(dòng)的過(guò)程中各物理量的變化情況和達(dá)最大速度的條件等等。(二)思慮題：1.質(zhì)量為m的物體自高處自由落下，時(shí)間t內(nèi)重力的均勻功率為，t秒末重力的瞬時(shí)功率為。2.設(shè)飛機(jī)翱翔時(shí)所受的阻力與其速度的平方成正比。假如飛機(jī)以速度v勻速翱翔時(shí)其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，則飛機(jī)以2v的第13頁(yè)/共16頁(yè)速度勻速翱翔時(shí)其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為。3.跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)，設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50kg，他1分鐘跳180次，假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)戰(zhàn)勝重力做功的均勻功率是多少瓦?(g取10m/s2)【板書設(shè)計(jì)】7.3功率1.表示做功快慢的物理量2.功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，叫功率3.公式：求均勻功率P=Fvv是均勻速度，P是均勻功率;v是瞬時(shí)速度，P是瞬時(shí)功率4.公式P=Fv①F一準(zhǔn)時(shí)，P