【教学设计】《功率》（人教）.docx

功率 教材分析 学生在初中已经学习了功率的概念，在前一节又学习了功，因此引入功率这一概念并不困难。功率是反映力做功快慢的物理量。功率的概念广泛应用于人们的日常生活和科技之中，学生在初中已经学过功率的概念，引入这一概念并不困难，对于平均功率和瞬时功率，类比其他比值定义法及平均速度和瞬时速度的概念进行分析。机车启动问题通过动画演示和典型例题讲解的办法加以解决。 教学目标 【知识与能力目标】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。【过程与方法目标】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。【情感态度价值观目标】培养学生对生活中的物理知识的学习兴趣,形成对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 教学重难点 【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】 1、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。2、机车启动问题，对于以恒定功率启动和恒定加速度启动的问题对于部分同学有一定难度。通过小组讨论，典型例题讲解的方法加以解决。 课前准备 多媒体课件及相应设备 教学过程第一课时1、 复习导入 师课件展示问题：（1）做功的两个必要因素：（2）功的表达式及各物理量的理解；（3）正功负功的含义。学生回答，教师点评并引入:上节课我们学习了如何计算功的多少，那么如何比较做功的快慢呢？这就是本节课要学习的问题。2、 新课教学（一）功率1、课件展示图片人割麦子和联合收割机割麦子，让学生比较做功的快慢2、学生结合初中所学，列举生活实例说一说，生活中比较做功快慢的方法3、师生总结比较做功快慢的方法：（1）在做功大小相同的条件下比较所用的时间，时间越短，做功越快；（2)在时间相同的条件下以比较做功的多少做功越多做功越快 提问：若做功大小W与所用时间t均不相同如何比较做功的快慢？学生根据课件提纲，阅读P60功率部分的内容，建立功率的概念师生总结：1、物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。2、 定义： 在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率。3、 公式：4、 单位：在SI制中，功率的单位是：瓦特=W，1W=1J/s，常用单位：千瓦（kW） 1kW=1000 W（2） 额定功率 实际功率教师指导学生阅读教材“额定功率和实际功率”一段，展示各种机器铭牌上的功率，同学讨论其物理意义并列举生活中常见的机械功率，给出额定功率和实际功率的概念。 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。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。（3） 平均功率 瞬时功率类比速度，平均速度，瞬时速度，建立平均功率和瞬时功率的概念并为后面分析功率与速度关系打下基础（4） 功率与速度的关系教师提出问题：力、位移、时间都与功率相联系，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。学生阅读教材，思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式并对公式PFvcos的意义进行分析。例1:在倾角为30 、长度为10 m 的固定光滑斜面上一个质量为1.2 kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，求(1)物体滑到斜面底端时重力做功的功率是多少？(2)整个过程中重力做功的功率是多少？（取g=10 m/s2)强化公式PFvcos的应用与理解，正确区分平均功率和瞬时功率并会选择合适的公式计算在公式PFvcos的基础上当F与v同方向时（0）得到，PFv，问题引导分析PFv为第二课时的机车启动问题分析做铺垫。3、 课堂小结 你能正确的理解及计算平均功率和瞬时功率吗？本节你还有哪些疑惑？4、 课堂练习 1、关于功率，下列说法正确的是（ B，D ）A 物体做功越多，说明功率越大 B 功率的大小表示做功快慢C 由P=W/t可知,机械做功越多，其功率越大 D 相同时间内做功越多，功率越大2、质量为m0.5 kg的物体从高处以水平的初速度v05 m/s抛出，在t2 s内重力对物体做的功为_100J_这2 s内重力对物体做功的平均功率为_50W_.2 s末，重力对物体做功的瞬时功率为_100W_(g取10 m/s2)5、 布置作业教材P63 问题与练习 1,2,3 第二课时1、 复习导入教师提问：1、功率与速度关系 2、牛顿第二定律的内容及表达式学生回答老师引入： 上节课我们学习功率与速度关系时知道汽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变化的。今天我们这节课来学习功率部分的应用：两类典型的机车启动问题： 机车以恒定功率 P 启动和机车以恒定加速度 a （恒力F）启动2、 新课教学师：要探究机车启动问题我们需要一些必要的预备知识1、提问:什么是实际功率和额定功率?强调:针对机车而言,实际功率是指发动机牵引力的功率;额定功率是一个定值。 ( 提问:那么这两个功率之间有什么关系?(提示在二者大小上)这是我们在分析机车问题时的一个限制条件。过渡:知道了这两个概念,那现在同学们一起来猜想一下,机车启动时会和哪些物理量有关?生：P，v，F,a 有了这些物理量我们还要研究它们之间的关系,利用相关公式。2.先来看P,v,F这三者有什么关系?其中同学们首先要知道这三个量所表示的意思?课件展示三者关系,这是上次课讲过的内容。要说成正比反比,必须要在另一个量一定的条件下。(联系实际说一说汽车换档 )P=FV是分析机车启动问题的第一个核心公式。(板书)过渡:再看F,m,a 这三者有什么关系?问:这里涉及到F,那汽车受哪些力作用?请作出汽车的受力分析图。F表示哪个力?问:能否用图上的力F表示合力?生：F表示发动机的牵引力。师：F-f=ma 是分析机车启动问题的第二个核心公式。(板书)过渡:有了这两个公式我们再加入两个基本假设m,f不变就可以研究机车的启动了。有两种启动方式,先看第一种,以恒定功率起动。（一） 机车以恒定功率 P 启动师: 什么叫恒定功率?什么叫启动?板书:(功率P恒定不变m,f不变)那现在请同学们先自己在草稿纸上分析启动时汽车的a ,F牵,v的变化情况。巡视看学生情况,抽人起来说出分析结果,随后点评,补充,再板书。P一定，速度v变大，加速度a变小，当a=0时，v不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f阻，而vm=P额/f阻。这个动态过程简图如下：vF =P/va =当a=0时，F=f,速度达到最大值vm.保持vm匀速运动师:若都这样去描述会显得很麻烦,有没有更简单,直观的方法来描述?生:可以用v-t图象OOtVO图1请根据分析过程用v-t图描述出来，板书强调解题关键:1.当达到最大速度时F牵=f,则 vm= P额 / F牵= P额 / f2. 发动机在恒定功率做功段只能用W =Pt计算牵引力做的功，不能用W =Fs计算（因为F为变力） 例题2：汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后:汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？当汽车的速度为6m/s时加速度多大？学生利用刚学知识台下完成，教师此时下台个别辅导学生，完成后投影个别学生解题过程，分析解题思路，规范过程。（二） 机车以恒定加速度a（恒力F） 启动有了第一种启动方式为基础,第二种就相对较简单一些了。思考:什么叫匀加速运动? 板书:(加速度a不变,牵引力F不变,m,f不变)那现在请同学们先自己在草稿纸上分析启动时汽车的a,F牵,v的变化情况。巡视看学生情况,抽人起来说出分析结果,随后点评,补充,再板书当P=P额时F =P额/V，Va =当a=0时，F=f,速度达到最大值Vm.保持Vm匀速运动a定=（F定-f）/mV ， P =FV师生总结：a一定时，F也一定，P随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，F、a不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=0，v达到最大vm=P额/f. 这个动态过程简图如下：这一过程启动具有以下特点：（起动过程的v-t图如图2所示。）vOOtO图2t1vmOv1解题关键:1.匀加速结束时的特点（图2中v1）：a仍是启动时恒定加速度，F仍是启动时恒力，功率恰好达到额定功率P实=P额 ，匀加速结束后功率不再改变；2. 当F牵=f时达到最大速度vm 例题3：额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶，行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量m=2000kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动,a=2m/s2，运动过程中阻力不变（g=10m/s2 ）， 求（1）汽车所受的阻力多大？