高中物理《功率》教案新人教版必修2

1、3功率整體設計“理解功率，關心生產和生活中常見機械功率的大小及其意義”是普通高中物理課程標準共同必修模塊“必修2”中對于功率一節(jié)的內容標準要求.旨在要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量機械在工作中的功率.由于功率在生活、生產中應用很廣，教學中可充分利用這一優(yōu)勢，指導多舉實例，使抽象的物理概念變得容易接受.發(fā)展學生應用知識解決實際問題的能力，樹立正確的價值觀.“功率”概念的建立，采用了物理學中經常使用的比值定義法，所以本節(jié)課的教學應立足于培養(yǎng)學生的思維能力，通過學習物理研究方法，使學生學會思考問題.在機車啟動過程的分析著

2、重培養(yǎng)學生的邏輯思維，引導學生認識物理與社會生活的密切聯(lián)系，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力.通過學生設計測量機械功率的實驗，達到學以致用的目的，培養(yǎng)學生運用科學知識解決實際問題的能力功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點內容，如果學生能懂得做功快慢表示的是能量轉化的快慢，自然能感悟出功率實際上是描述能量轉化快慢的物理量.瞬時功率的概念學生較難理解，這是難點.學生往往認為，在某瞬時物體沒有位移就沒有做功問題，更談不上功率了.如果學生沒有認識到功率是描述能量轉化快慢的物理量，這個難點就不易突破，因此，在前面講清楚功率的物理意義很有必要，它是理解瞬時功率概念和物理意義的基礎關于

3、發(fā)動機的額定功率與汽車的最大速率之間的關系，最好采用課后專題講座的形式進行，以便通過分析汽車由開動到勻速行駛的物理過程，使學生養(yǎng)成分析物理過程的習慣，避免簡單地套用公式.教學重點理解功率的概念.教學難點理解功率與力、速度的關系，瞬時功率和平均功率的計算課時安排1課時三維目標知識與技能1. 理解功率的概念.2. 知道功率的定義和定義式P=W，能夠用公式P=W解答有關的問題.3. 知道公式P=Fv的物理意義，能夠用公式P=Fv解答有關的問題.4. 區(qū)別理解額定功率、實際功率和最大功率.過程與方法1. 通過實例體驗功率概念的形成過程及功率的實際意義，理解功率概念.2. 從功率概念的定義，體會用比值方

4、法建立物理概念的方法3. 理解功率與力和速度的關系.會利用功率的兩個公式來解釋現(xiàn)象和進行計算情感態(tài)度與價值觀點，堅持原則，善于合作的良好1. 通過功率概念建立的探究過程，培養(yǎng)學生敢于發(fā)表自己觀習慣.2. 通過對生活中機械的實際功率、額定功率的觀察和測量，培養(yǎng)學生學以致用的思想教學過程導入新課多媒體導入用多媒體分別演示兩幅畫面，并進行對比畫面一：一臺起重機在1分鐘內把1噸重的貨物勻速提到預定的高度.畫面二：另一臺起重機在30秒內把1噸貨物體勻速提到相同的高度.教師指導學生觀察剛才畫面上展示的兩個過程中，起重機都對物體做了功，且做的功是相同的，但是它們完成這些功所用的時間不同，第一臺起重機做功所用

5、時間長，我們說它做功慢；第二臺起重機做同樣的功，所用的時間短，我們說它做功快.通過上述例子，我們知道力對物體做功有快慢之分，今天我們就來學習表示物體做功快慢的物理量功率情景導入教師指導學生回憶日常生活中人們勞動時的情景，并分組讓學生舉例，討論分析人和機械做功有什么區(qū)別，教師歸納.1. 挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多2. 建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機和搬運工相比，起重機要比工人快得多.3. 從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多4. 家住在高樓（如9層），乘電梯比走路要快得多.5. 拖拉機耕地比牛耕地要快得多，等等.列舉生產、生活中發(fā)生的事例，使學生

6、體會功率與生活、生產息息相關，研究功率具有重要的現(xiàn)實意義.引出本節(jié)課的學習內容一一功率.圖片導入大屏幕投影有關功率的幾幅圖片，并提供相應的性能參數(shù)，讓同學們仔細觀察，體會即將學習的物理量一一功率，是衡量機械的重要參數(shù).自行車長時間前進功率約70W;優(yōu)秀運動員短時間功率可達到1kW韶山型電力機車輸出功率為4200kW通過觀察圖片，引導學生體會，在不同的機械裝置中，功率這一參數(shù)的數(shù)值是不同的，它就是用來描述物體做功快慢的.學習了本節(jié)課，我們會對“功率”這一參數(shù)，有更加深刻的理解.推進新課一、功率首先以提問方式復習上一節(jié)所學習的主要內容，重點是功的概念和功的物理意義.然后提出力對物體做功的實際問題中

7、，不但存在著做功多少的問題，還有做功快慢的區(qū)別.做功多少的計算我們上節(jié)課已經討論了功的計算公式，引導學生思考：物理學中又是如何來描述做功快慢的呢？物理學中為了描述力對物體做功的快慢，弓I入了“功率”這一物理量，本節(jié)課我們就來研究這個問題.情境設置1:現(xiàn)有甲、乙兩人摘棉花，甲6天摘了500kg,乙8天摘了600kg,你打算怎樣比較誰摘得快，并說出你的方法.W,所用時間為ti；力F2對乙物體做功為W,所用時間為).W=W,ti<t2.WvW,ti=t2情境設置2:力F1對甲物體做功為t2,A.C.在下列條件下，哪個力做功快(W=W,11>t2BW>W,11=t2D.用比值來反映快

8、學生能夠想到利用工作量與時間的比值來衡量甲、乙兩人的工作快慢慢，比值大的快，比值小的慢.在以上基礎上，繼續(xù)創(chuàng)設情境，引出“功率”的概念對于功率的概念，初中已經作.了初步的學習，因此學生在理解上較為容易.教師直接創(chuàng)設情景主要是讓學生感受“功率”這一概念提出的必要性總結：做功快慢的比較有兩種方式：一是比較完成相同的功所用的時間；另一是比較在相同的時間內完成的功.在物理學中，一個力所做的功W跟完成這些功所用時間t的比值四，叫做功率.用P表t示，即P=W.物理意義：功率是描述力對物體做功快慢的物理量上式是功率的定義式，也是功率的量度式，P與wt間無比例關系，做功的快慢由做功的物體本身決定.根據(jù)這一公式

9、求出的是平均功率，同時這個公式變形后給我們提供了一種求功的方法：W=Pt.指導學生說出公式中各個字母所表示的物理量和單位.并概括功率的單位，國際單位：瓦特，常用單位有千瓦.【討論與交流】小實驗：把一枚硬幣放在書的封面上，打開書的封面形成一個斜面，并使硬幣開始下滑哪些力做負功率是否也增學仔細分析一下，在下滑的過程中硬幣共受到幾個力的作用？哪些力做正功？功？哪些力不做功？如果斜面的傾角增大，情況會有什么變化？傾角增大時，大？.討論功率時須指明哪提示：比較不同傾角時的功率，應注意硬幣開始下滑處的高度應相同個力的功率. 實驗的分析討論，要注意所分析的是某個力的平均功率.注意引導學生進行受力分析、做功分

10、析，可利用功率的定義式，在理論上進行的推演，使思維更加嚴密開拓視野：認識一些常見機械做功功率 汽車發(fā)動機：5X104W15X104W 摩托車約2X103W 噴氣客機約2X108W 火箭的發(fā)動機約1X1013W 人的平均功率約1X102W,優(yōu)秀運動員短時間內的功率可達1000W 人心臟跳動的功率1.5W左右 萬噸巨輪106W以上 藍鯨游動的功率可達350kW等等.例一個物體在F的作用下，在時間t內發(fā)生的位移為s,已知作用力F的方向和位移方向相同，求：（1）力F所做的功；（2）力F的功率.解答：略.由此得到功率的另一種求解公式P=Fv,即力F的功率等于力F和物體運動速度v的乘積.由于v=s/t求出

11、的是物體在時間t內的平均速度.則P=Fv求出的是F在時間t內的平均功率.如果t取得足夠小，則v就可以為某一時刻的瞬時速度，據(jù)P=Fv求出的就是F在該時刻的瞬時功率.討論：由P=W/t求出的是平均功率還是瞬時功率？綜合學生討論得到：由于據(jù)P=W/t求出的功率反映的是做功的平均快慢程度，所以，據(jù)P=W/t求出的是平均功率.總結：P=W/t求平均功率P=Fv可求瞬時速度（v是瞬時速度）P=Fv可求平均速度（v是平均速度）課堂訓練1. 一臺機器用2分鐘時間做了6X104J的功，這臺機器的功率是多少？2. 關于功率，下列說法中正確的是（）A.功率是說明做功多少的物理量B.功率是說明力做功快慢的物理量C.

12、做功時間越長，功率一定小D.力做功越多，功率一定大答案：1.500W2.B二、額定功率與實際功率問題1:人用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做功那樣快呢？人如果做功過快，會產生什么后果呢？汽車超負荷運轉會產生什么后果呢？問題2:長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢？為什么？提示：1.人做功過快，會引起疲勞，甚至受傷、生病等，汽車超負荷工作會造成發(fā)動機熄火或燒毀.2. 奧運比賽是一種挑戰(zhàn)運動極限的比賽，人與機器一樣，不能長時間超負荷運動，短跑運動員在100米賽跑中，時間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時運動員的輸出功率是正常時的數(shù)十倍.在50

13、00米的長跑運動中，運動員不可能長時間超負荷運動，因此長跑運動員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度.總結：1. 額定功率：指機械在長時間正常工作時的最大輸出功率，也是機械發(fā)動機銘牌上的標稱值，額定功率是動力機械重要的性能指標，一個動力機械的額定功率是一定的2. 實際功率：機械在運行過程中的功率是實際功率，實際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率（稱滿負荷運行），但不能大于額定功率，否則會損壞機械.課外作業(yè)：很多機械的銘牌上都標有這臺機器的額定功率，請同學將家里的電器設備上的額定功率都記錄下來，并計算家里的每部機器每天要做多少功？要消耗多少電能？.哪一部機器最耗電？并與同桌進行交流.三、功率與

14、速度根據(jù)力、位移、時間與功率之間的聯(lián)系，指導學生推導出功率與速度的關系式自主活動：學生結合課本內容，推導功率與速度的關系式教師巡回指導，發(fā)現(xiàn)問題及時幫助學生解決；投影學生的推導過程，點評、總結；分析公式的意義.問題：汽車等交通工具在啟動和行駛過程中，其牽引力和行駛速度是怎樣變化的？請同學們閱讀教材相關內容，用自己的話加以解釋.學生閱讀教材，討論、推理、作答.結論：根據(jù)公式P=Fv. 當功率P一定時，F(xiàn)與v成反比，即做功的力越大，其速度就越小.當交通工具的功率一定時，要增大牽引力，就要減小速度.所以汽車上坡時，司機用換擋的-辦法減小速度來得到較大的牽引力. 當速度v一定時，P與F成正比，即做功的

15、力越大，它的功率就越大.汽車從平路到上坡時，若要保持速率不變，必須加大油門，增大發(fā)動機功率來得到較大的牽引力 當力F一定時，功率P與速度v成正比，即速度越大，功率越大.起重機吊起同一物體時以不同的速度勻速上升，輸出的功率不等，速度越大，起重機輸出的功率越大.教師投影教材上的例題，引導學生獨立審題，分析后寫出解題過程投影學生的求解過程，總結點評.例2如圖所示，位于水平面上的物體A的質量m=5kg,在F=10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運動，位移為s=36m時撤去拉力F.求：在下述兩種條件下，力F對物體做功的平均功率各是多大？(取g=10m/s2)<k¥產¥W差36m

16、(1)水平面光滑；物體與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.15.解題思路1:可分為三個階段：第一步讓學生計算力F在36m位移中所做的功，強調功只由F和s這兩個要素決定，與其他因素無關，因而兩種情況下力F做的功相同，均為W=360J;第二步由同學計算這兩次做功所用的時間.用牛頓第二定律求出a1=2m/s2,a2=0.5m/s2;用s=1at2分別求出t1=6s,t2=12s.2第三步用功率的定義式即平均功率的計算公式求得P=60W,P2=30W.解題思路2:用公式vt2=2as分別求出每次的末速度，再用公式v=vt/2求出每次的平均速度v1和v2,最后用P1=Fv1和Pa=Fv2求最后結果，這是解決問題

17、的另一思路課堂訓練質量m=3kg的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開始運動，運動時間t=3s,求：力F在t=3s內對物體所做的功；力F在t=3s內對物體所做功的平均功率；(3)在3s末力F對物體做功的瞬時功率.解答：物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律可求出加速度a=F/m=2m/s2則物體在3s末的速度v=at=6m/s.物體在3s內的位移s=at2=X2X32m=9m22(1)力F做的功W=Fs=54J力F在3s內的平均功率P=W=18W(3)3s末力F的瞬時功率P=Fv=36W.課堂小結引導學生回顧本節(jié)主要內容.1.

18、功率是表示物體做功快慢的物理量.2. 功率的單位有WkW1kW=1000W.3. 功率的求解公式有：P=W/t、P=Fv其中P=W/t和P=Fv可用來求解平均功率，而P=Fv也可用來求解瞬時功率.4. 要會用P=Fv分析汽車的兩種啟動過程.布置作業(yè)1. 教材“問題與練習”第1、2題.2. 認真觀察身邊的電器銘牌，記錄電器的額定功率，并與同學交流板書設計3功率一、功率1. 定義：功和完成這些功所用時間的比值.2. 表達式：P=W,變形式：P=Fv.3. 單位：WkW.二、額定功率與實際功率1. 額定功率：正常條件下可以長時間工作的功率2. 實際功率：機車實際輸出的功率.三、功率與速度的關系P=F

19、v.活動與探究課題：探究某種運動中人做功的功率，讓學生設計一個測量方案，并進行實際測量目的：培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題能力，并通過親身的實驗，達到內化知識，提升能力的目的，同時也在實驗過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度.過程：教師激勵學生積極思考，設計可行方案，動腦動手，體驗科學實驗方法和感受實驗成果的喜悅.放手讓學生自行討論、分工，這樣才能培養(yǎng)學生的實驗能力，給學生以合作交流的機會.方案選定后，要注意引導學生如何求功和功率，需要選擇哪些實驗器材，測量哪些物理量？測量是否存在誤差問題，如何才能較準確地測量.根據(jù)學生設計的方案，組織學生進行實驗.最后實驗結果，讓學生通過實物展臺進行交流匯報，師生

20、共同觀看，最后還可以進行評選活動.實驗方案舉例：（讓學生結合自己的情況來進行設計實驗）方案1:學生提一桶水上樓時的平均功率.方案2:設計沿某一竹竿和樹干上爬一定的高度，來測量做功功率方案3:運動會上，百米比賽的同學的最大功率.方案4:測算自己舉起杠鈴時的最大功率.習題詳解1. 解答：在貨物勻速上升時，電動機對貨物的作用力大小為F=G=2.7X105N由P=Fv可得v=旦=m/s=3.7X10-2m/s.F2.7102. 解答：這臺抽水機的輸出功率為?=四=£=30*10*10w=3103W它半小時能做功W=Pt=8103x1800J=5.4X106J.3. 解答：此人推導的前提不明確.當F增大時，根據(jù)P=Fv推出，P增大的前提應是v