《辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理7.3功率教案新人教版必修2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理7.3功率教案新人教版必修2.pdf（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 7 3 功率 课题7 3 功率 备课时间上课时间总课时数 课 程 目标 知识与 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 F v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 过程与 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
2、学生理论联系实际 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 F v的物理意义和运用 2 瞬时功率和平均功率的计算 教学过程二次备课 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 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 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 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
3、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 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 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
4、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 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 机械与人或 畜力做功快 慢的差异 列 举
5、 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 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
6、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
7、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 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 从而 为建立正确 的 功率 概念打下良 好基础 引导学生 思考 如何 比较物体做 功快慢 讨 论中注意培 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
8、 要注意所分析的是某个力的平均功率 注 意引导学生进行受力分析 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 5 10 4 W 15 10 4 W 2 摩托车约 2 10 3 W 3 喷气客机约2 10 8 W 4 人心脏跳动的功 率 1 5W左右 5 火箭的发动机约1 10 13 W 6 万吨巨轮 10 6W以 上 7 蓝鲸游动的功率可达350kW 8 人的平均功率约 1 10 2 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
9、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 养学生的发 散思维能力 和批判思维 能力 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 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
10、 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 教师 某汽车在平直公路上做匀速直线运动 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 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
11、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 v P是平均功率P F 为恒力 且 F与 v同 向 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 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 汽车上坡 的时候 司 机常用换挡 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
12、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 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 2 汽车上坡时 要保持速度不变 应如何做 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
13、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 的方法来减 小速度 来 得到较大的 牵引力 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
14、 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 发动机 输出的功率 越大 起吊 的速度就越 大 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
15、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
16、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 P v 板书 据 P Fv可得 v一定时 P F 板书 P一定时 F v 1 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 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 二 例题讲解 1 功
