高中物理 13 功率教案6 鲁科版必修2.docx

1、高中物理 13 功率教案6 鲁科版必修22019-2020年高中物理 1.3 功率教案6 鲁科版必修2【教学目标】知识和技能1知道功率的物理意义、定义式、单位。2理解功率的导出式P=Fv的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。3理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。过程和方法1通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。2学会求解各种不同的功率。3运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。情感态度与价值观1使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。2提高学

2、生理论联系实际、解决实际问题的能力。3培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。【教学重点】1理解功率的概念。2知道功率的种类及其计算。【教学难点】1功率的表达式P=Fv的物理意义和运用。2瞬时功率和平均功率的计算。【教学时数】 1课时【教学器材】投影仪、投影片、录象资料、CAI课件等【教学过程】新课导入 教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。）预测学生所举事例可能有：1、人上高楼（如8层楼）时，乘电梯比走路要快得多；

3、2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多； 3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多；5、（列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值，激起学生的求知欲。）功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，

4、从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。）教师：在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t的货物从地面运到三楼，方式一：搬运工分批搬运，需时间3h方式二：用一台起重机提升，需时1min 方式三：用另一台起重机提升，需时30 s上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题：1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同？2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？结论：对重物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功快慢不同。说明：通过引导学生分析有关事例，形成初步共识：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；大卡车比拖拉机做功快；拖拉机耕地比牛

5、耕地要快；起重吊车比搬运工人做功快；抽水机比辘轳提水快，等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义。通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。教师：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。（引导学生思考：如何比较物体做功快慢？讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。）预测学生可能有以下认识：1、选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；2、选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢；3、类比“速度”的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”；4、说明：对学生提出的各种方案可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补

6、充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。新课推进一、功率的含义1定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。 （板书）2定义式：P=W/ t （板书）3物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 （板书）4单位：（板书）教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。国际单位：瓦特（w），常用单位：千瓦（kw）或焦耳/秒（J/s）（板书）W功单位：焦耳（J）做功所用时间单位：秒(s)换算关系：kw = 1000 w w=J/s（板书）说明：用已知物理量的比值定义新的物理量，是建立物理概念常用的方法。使用该方法能够进一步

7、揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。5. 功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。（板书）6. 讨论与交流：小实验：把一段粉笔放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使粉笔开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力不做功？如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？提示：（1）比较不同倾角时的功率，应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。（2）实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行

8、受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行推演，使思维更加严密。7. 一些常见机械做功功率（1）汽车发动机5104 W15104 W （2）摩托车约2103 W（3）喷气客机约2108 W （4）人心脏跳动的功率1.5W左右（5）火箭的发动机约11013 W （6）万吨巨轮106W以上（7）蓝鲸游动的功率可达350kW （8）人的平均功率约1102 W（9）优秀运动员短时间内的功率可达1000W二、功率P与力F、速度v的关系 （板书）1. 功率与力、速度的关系推导 （板书）教师：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？预测学

9、生的回答可能有：（1）载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大；（2）载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小；（3）载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些；（4）说明：上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案(1)。接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。（让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯）教师：某汽车在平直公路上做匀速直线运动

10、，已知其牵引力大小为F，运行速度为v，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？（注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。）2.公式：P=Fv （F与位移s或v同方向）（板书）即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。分析讨论：由v = s / t求出的是物体在时间内的平均速度，代入公式P=F v求出的功率是F在时间内的平均功率；如果取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。总结： v是平均速度，P是平均功率（F为恒力，且F

11、与同向）（板书）P=Fv v是瞬时速度，P是瞬时功率（板书）说明：如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。教师：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？ 预测学生的回答可能有：（1）加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。（2）汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。（3）师生共同分析：（1） 根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率（超过额定功率），发动机将因超负荷而过热损坏。（2）

12、这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如：（1）汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，为什么？（汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，来得到较大的牵引力。）（2）汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？（汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，增大输出功率来得到较大的牵引力。）（3）起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？（起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，由于牵引力与重物的重力相等，即牵引力保持不变，发动

13、机输出的功率越大，起吊的速度就越大。）思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？教师：由P = W / t求出的是瞬时功率还是平均功率? 学生小组讨论后得出：由公式P = W / t求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式P = W / t求出的功率是平均功率。 教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？（人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。）教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？（奥运

14、比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动，因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。）说明：让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。教师：你对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的？ 额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额

15、定功率下工作。实际功率：机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率（称满负荷运行），但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。机车启动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。 平均功率：物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/t描述，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率。瞬时功率：物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示，必须注意F、v与P的同时性。很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最

16、耗电？并与同学进行交流。教师：（课件展示）（1）当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？ （2）当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？（3）当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系？根据公式P =F v可知，物体的运动速度v与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。课件展示下列关系：F一定时，Pv （板书）据P=Fv可得 v一定时，PF （板书）P一定时，F （板书）3.推广式：P=Fvcos （为力F与瞬时速度v方向间的夹角）说明：（1）当F为合外力时，P为合外力做功的功率；当F为某一外力时，P为该力做功的功率；（2）在汽车等交通工具一类问题中

17、，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度。4学生进行测功率活动。教师：如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢？请同学设计一个测量方案，并进行实际测量。（激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学探究实验方法和感受实验成果的喜悦。）预测学生的实验方案可能有：（让学生结合自己的情况来进行设计实验）方案1：学生快速跑上楼，来测量做功的最大功率；方案2：估算学生自己平时上楼或爬山过程的功率；方案3：设计沿某一竹杆或树杆上爬一定的高度，来测量做功功率；方案4：利用跳绳运动，来测量做功功率；方案5：测算自己举起杠铃时的最大功率（需要同学的帮忙）；方案5：说明：（1）有关实验

18、方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，提供学生合作交流的机会。（2）方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。（3）根据学生设计的方案，组织学生进行实验。实验结果可让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。（4）通过亲身的实验活动，达到内化知识，提升能力，培养学生应用物理知识解决实际问题能力，同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。2019-2020年高中物理 1.3 功率教案7 鲁科版必修2教材分析本节讲述功率的概念，功

19、率公式的应用。功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解。瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点。学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进

20、行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式。新课标要求（一）知识与技能1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。2、，的运用（二）过程与方法1、通常指平均功率，为瞬时功率2、，分析汽车的启动，注意知识的迁移（三）情感、态度与价值观感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。教学重点理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。教学难点正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具投影仪、投影片、录

21、相资料、CAI课件。教学过程（一）引入新课不同的物体做相同的功，所用的时间可能不同，或在相同的时间内，做的功可能不同。也就是说做功存在着快慢之分，那么，怎样描述做功的快慢呢？这就是本节课要学习的问题。（二）进行新课1、功率教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快？你是用什么方法比较它们做功快慢的？学生活动：稍作思考回答，后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机用30s把0.4t的货物提到预定的高度。两台起重机谁做功更快？你是用什么方

22、法比较它们做功快慢的？学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。教师活动：倾听学生回答，点评。投影问题：力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？AW1=W2，t1t2 BW1=W2，t1t2CW1W2，t1=t2 DW1W2，t1=t2点评：上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来，然后总结。培养学生分析问题的方法。总结：做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功。在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些

23、功所用时间t的比值，叫做功率。用P表示，则物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W=Pt。教师活动：指导学生阅读教材，提问：1、功率的单位是什么？2、公式是平均功率还是瞬时功率？就课本第7页“说一说”栏目中提出的问题分组讨论后回答。学生活动：学生阅读教材后，小组讨论，回答。1、由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位决定，在SI制中，功率的单位是：瓦特=W），1W=1J/s，常用单位：千瓦（kW） 1kW=100

24、0 W2、指平均功率，当时，即表示瞬时功率2、对额定功率和实际功率的学习教师活动：指导学生阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的？点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力。学生阅读后回答。教师帮助总结、补充。（1）额定功率：指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。（2）实际功率：指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。机车起动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。3、功率与速度教师活动：提出问题：力、位移、时间都与

25、功率相联系，请同学们用学过的知识推导出功率与速度的关系式；推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分，然后自己再推导。学生活动：思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式。点评：培养学生推理能力。教师活动：巡回指导，发现问题及时帮助学生解决问题。投影学生的推导过程，点评、总结。分析公式的意义。1、P=Fv，即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。当F与v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的分量相乘。2、公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度，P表示力F在这段时间t内的平均功率；3、如果时间t取得足够小，公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率。问题：汽

26、车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。学生活动：阅读教材，讨论、推理、作答。根据公式P=Fv：当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等

27、，速度越大，起重机输出的功率越大。教师活动：投影教材上的例题，引导学生独立审题，分析后写出解题过程。学生活动：独立审题，分析题意，求解。教师活动：投影学生的求解过程，总结点评。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究 关于功率的计算例1质量m=3

28、kg的物体，在水平力F=6的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s，求：（1）力F在t=3 s内对物体所做的功。 （2）力F在t=3 s内对物体所做功的平均功率。（3）在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。解析：物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，可求出加速度a=2 m/s2，则：物体在3 s末的速度v=at=6/s 物体在3 s内的位移s=at2=9 m（1）力F做的功W=Fs=69 J=54 J（2）力F在3 s内的平均功率P=18 W（或W=18 W ）（3）3 s末力F的瞬时功率P=Fv=66 W=36 W 关于机车的启

29、动问题例2汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10/s2，问： 汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少? 若汽车保持0.5/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间? 解析：当牵引力F大小等于阻力f时，汽车的加速度a=，速度达到最大值vm，据公式=Fv，可得出汽车最大速度vmP额=Fv=fvm12m/s汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽车做匀加速运动时的牵引力为F牵，阻力为f，据牛顿第二定律，有F牵=fma=0.1mgma=7500当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程

30、结束，设这时汽车的速度为vm，据功率公式P=Fv 得：8 m/s设汽车能维持匀加速运动的时间为t0，则：vm =at0得：t0=vm /a=16s课余作业书面完成P10“问题与练习”中14题。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。附1：课后练习1、飞机以速度v水平匀速飞行时，发动机的功率为P，若飞机所受的空气阻力与飞行速度的平方成正比，那么当发动机的功率增为4P时，飞机匀速飞行的速度将增为=D） A B C D2、物体A、B质量相同，A放

31、在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，那么=D） A力F对A做功较多，做功的平均功率也较大 B力F对B做功较多，做功的平均功率也较大 C力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同 D力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大 3、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？（5m，g取10m/s2）这1s内重力对物体做多少功？（W1=50J）第2s时间内物体下落的位移是多少？（15m）这1s内重力对物体做多少功？（W2=150J）前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？（P1=50W，P