73《功率》示范教案(新人教版必修2)

課 題 7.3功 率知道功率的物理意義、定義式、單位。技能目標(biāo) 方法

理解功率的導(dǎo)出式P=v會利用功率的兩個公式來解釋現(xiàn)象和進展計算。3．理解平均功率和瞬時功率，了解平均功率、瞬時功率、額定功率、實際功率的區(qū)分與聯(lián)系。通過實例體驗功率概念的形成過程及功率的實際意義，通過功率的定義過程，體會應(yīng)用比值方法建立物理概念的方法。學(xué)會求解各種不同的功率。運用功率的不同表達式分析和解決動力機械的運動問題。情感態(tài)度與價值觀教學(xué)重點

使學(xué)生養(yǎng)成具體問題具體分析和嚴(yán)密思維的習(xí)慣。提高學(xué)生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的力量。培育學(xué)生敢于發(fā)表自己觀點、擅長合作的良好習(xí)慣。1．理解功率的概念。2．知道功率的種類及其計算。教學(xué)難點教學(xué)過程課導(dǎo)入

功率的表達式P=v的物理意義和運用。瞬時功率和平均功率的計算。

二次備課〔引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生從教師：人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機械來做功，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同？請舉例說明。推測學(xué)生所舉事例可能有：1、人上高樓〔8〕時，乘電梯比走路要快得多；2、拖拉機耕地比牛耕地要快得多；3、挖土機與人，要完成一樣的挖土任務(wù)，人花的時間要長得多；4、從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多；5、……功是能量轉(zhuǎn)化的量度，人們格外關(guān)注做功的多少。然而不同的機械或人，其做功的快慢是不同的。

身邊生活查找做功快慢的事例，并思考機械與人或畜力做功快慢的差異?！场擦信e生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使學(xué)生體會功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，無處不在，爭論功率具有重要的現(xiàn)實意義，并引導(dǎo)學(xué)生留意觀看身邊物理現(xiàn)象，體會到物教師：在建筑工地上分別承受以下三種方式，把1t的貨物從地面運到三樓，理學(xué)問就在我們身邊，感悟方式一：搬運工分批搬運，需時間3h方式二：用一臺起重機提升，需時1min方式三：用另一臺起重機提升，需時30s

第1頁共6頁

物理規(guī)律爭論的價值，激起學(xué)生的求知欲。〕上述三種狀況下，把貨物由地面運到三樓時，請思考以下問題：1、用不同的方式，對貨物所做的功是否一樣？2、所用時間不同，三種方式中做功的快慢是否一樣？結(jié)論：對重物所做的功一樣，但所用時間不同，說明做功快慢不同。教師：不同的機器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學(xué)們思考并提出解決方案。教學(xué)中留意引導(dǎo)學(xué)生類比方“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會比值法定義功率概念。課推動一、功率的含義定義：功W與完成這些功所用時間t的比值叫做功率。 〔板書〕定義式：P=W/t 〔板書〕物理意義：表示物體做功快慢的物理量。 〔板書〕單位：〔板書〕教師請一位同學(xué)正確地說出定義式中各個字母所表示的物理量及其單位。國際單位：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〕

〔分析一些生產(chǎn)事例、工作場面，或展現(xiàn)一些做功快慢不同的圖片。有條件的狀況下還可通過多媒體手段更生動地展現(xiàn)這些畫面和情景，使學(xué)生對做功快慢的情形有更為形象和具體的生疏，從而為建立正確的“功率”概念打下良好根底。〕〔引導(dǎo)學(xué)生思考：如何比較物體做功快慢？爭論中留意培育學(xué)生的發(fā)散思維力量和批判思維力量?！常簟龉λ脮r間→單位：秒(s)換算關(guān)系：１kw=1000w１w=１J/s〔板書〕說明：用物理量的比值定義的物理量，是建立物理概念常用的方法。使用該方法能夠進一步提醒和表述被探究對象的某些物理性質(zhì)及變化規(guī)律，像我們已經(jīng)爭論過的速度、加速度等物理量就是用這種方法來定義的。功率是標(biāo)量，功率表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢?！舶鍟碃幷撆c溝通：小試驗：把一段粉筆放在書的封面上，翻開書的封面形成一個斜面，并使粉筆開頭下滑。請同學(xué)認(rèn)真分析一下，在下滑的過程中粉筆共受到幾個力的作用？哪些力做正功？哪些力做負功？哪些力不做功？假設(shè)斜面的傾角增大，狀況會有什么變化？傾角增大時，功率是否也增大？提示：比較不同傾角時的功率，應(yīng)留意粉筆開頭下滑處的高度應(yīng)一樣。爭論第2頁共6頁

〔讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)學(xué)問和功率定義式進展推演，培育良好的科學(xué)思維力量和思維習(xí)功率時須指明哪個力的功率。試驗的分析爭論，要留意所分析的是某個力的平均功率。留意引導(dǎo)學(xué)生進展受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進展推演，使思維更加嚴(yán)密。一些常見機械做功功率〔1〕汽車發(fā)動機5×104W～15×104W 〔2〕摩托車約2×103W噴氣客機約2×108W 〔4〕人心臟跳動的功率1.5W左右〔5〕火箭的發(fā)動機約1×1013W 〔6〕萬噸巨輪106W以上〔7〕藍鯨游動的功率可達350kW 〔8〕人的平均功率約1×102W〔9〕優(yōu)秀運發(fā)動短時間內(nèi)的功率可達1000WPFv的關(guān)系〔板書〕功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo)〔板書〕教師：一部汽車載重時和空車時，在大路上以一樣的速度行駛，試爭論這兩種狀況下汽車的輸出功率是否一樣？為什么？推測學(xué)生的答復(fù)可能有：載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，由于行駛速度一樣，故一樣時間內(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；載重汽車行駛得比空車慢，因此功率較?。惠d重汽車比空車費力，因此載重車的輸出功率較空車時要大些；說明：上述分析爭論的目的是啟發(fā)學(xué)生思考功率與力和速度有何關(guān)系。學(xué)生

慣〕〔留意引發(fā)學(xué)生思考解決問題的思路，應(yīng)用功和功率的定義式進展分析和推導(dǎo)?！场财嚿掀碌臅r候，司機常啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生形成正確的生疏。得出正確的答案(1)。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，如何計算牽引力的功率。教師：某汽車在平直大路上做勻速直線運動，其牽引力大小為F，運行vF的功率為多少？公式：P=Fv 〔F與位移s或v同方向〕〔板書〕FFv的乘積.Fv方向上的作用力。

用換擋的方法來減小速度，來得到較大的牽引力?！场财嚿掀聲r，要保持速度不變，就必需加大油門，增大輸出功率來得到較大的牽引力?！场财鹬貦C在豎直方向勻速吊分析爭論：由v=s/t求出的是物體在時間ｔ內(nèi)的平均速度，代入公式P=Fv 起某一重物時，由于牽引力F在時間ｔ內(nèi)的平均功率；假設(shè)ｔv表示瞬時速度，此時由Ｐ＝FvF在該時刻的瞬時功率。即當(dāng)v為平均第3頁共6頁

與重物的重力相等，即牽引力保持不變，發(fā)動機輸出的速度時，求得的功率就是平均功率，v為瞬時速度時，求得的功率就是瞬時功率?？偨Y(jié)：v是平均速度v，P是平均功率P〔F為恒力，且F與v同向〕P=Fv v是瞬時速度，P是瞬時功率〔板書〕說明：假設(shè)物體做勻速直線運動，由于瞬時速度與平均速度相等，故此時平均功率等于瞬時功率。教師：汽車以額定功率在平直大路行駛時，假設(shè)前方遇到了一段較陡的上坡路段，汽車司機要做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？推測學(xué)生的答復(fù)可能有：加大油門，汽車可順當(dāng)行駛到達坡頂。汽車要換檔，才能順當(dāng)行駛到達坡頂?！?〕……師生共同分析：依據(jù)P=Fv知，汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車所需的牽引力增大了，假設(shè)要保持行駛速度不變，這是不行能的；加大油門，只會增加發(fā)動機的輸出功率〔超過額定功率〕，發(fā)動機將因超負荷而過熱損壞。這是一種正確的操作方式，當(dāng)司機將發(fā)動機的速度檔位調(diào)低后，速度減小了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順當(dāng)上坡。教師依據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學(xué)生進一步爭論，如：汽車上坡的時候，司機常用換擋的方法來減小速度，為什么？汽車上坡時，要保持速度不變，應(yīng)如何做？起重機在豎直方向勻速吊起某一重物時，為什么發(fā)動機的輸出功率越大，起吊速度就越大？思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？P=W/t求出的是瞬時功率還是平均功率?P=W/tt時間內(nèi)P=W/t求出的功率是平均功率。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做功那樣快呢？人假設(shè)做功過快，會產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負荷運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生什么后果呢？〔人做功過快，會引起疲乏、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?！车?頁共6頁

功率越大，起吊的速度就越大?！辰處煟簥W運長跑運發(fā)動能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢？為什么？〔奧運競賽是一種挑戰(zhàn)運動局限的競賽，人與機器一樣，不能長時間超負荷100m賽跑中，時間不過是十幾秒，能以最大的速度跑5000m的長跑運動中，運發(fā)動不行能長時間超負荷運動，因此長跑運發(fā)動不行能始終保持百米賽跑那樣的速度?！痴f明：讓學(xué)生通過思考自己身邊所生疏的問題，生疏額定功率和實際功率的概念以及概念的意義。教師：你對“額定功率和實際功率以及平均功率和瞬時功率”是怎樣理解的？①額定功率：指動力機械在長時間正常工作時最大輸出功率。也是機械發(fā)動機銘牌上的標(biāo)稱值。額定功率是動力機械重要的性能指標(biāo)，一個動力機械的額定功率是肯定的，機器不肯定都在額定功率下工作。②實際功率：機械在運行過程中實際輸出的功率是實際功率。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，否則簡潔將機械損壞。機車啟動過程中，發(fā)動機的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。③平均功率：物體在一段時間內(nèi)做功功率的平均值叫平均功率。通常用定P=W/t描述，只有當(dāng)物體勻速運動時，才等于瞬時功率。④瞬時功率：物體在某一時刻的功率叫做瞬時功率。通常用P=Fv表示，必需F、vP的同時性。很多機械的銘牌上都標(biāo)有這臺機器的額定功率，請同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來，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？并與同學(xué)進展溝通