必修二7.3功率(教学设计)电子版本

1、必修二7. 3 功率( 教学设计)精品资料必修二7.3 功率教学设计作者：孟静静工作单位：安陆市第二高级中学仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 0精品资料7.3 功率教学设计一、课前部分【设计思想 】:1. 教材分析：功率是反映力做功快慢的物理量。功率的概念广泛应用与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。教科书在本节中首先通过两台起重机做功相同，时间不同，引出功率的概念和定义式，并通过对动力机械的分析，讨论了额定功率和实际功率，最后，根据对物体做功的公式和运动学公式导出功率与速度的关系。2. 学情分析：初中时学生已经学过功率的初步知识，前面一节学

2、习了功的概念，为本节的教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步区分额定功率和实际功率，了解平均功率、瞬时功率。3. 设计思路：本节讲述功率的概念，功率公式的应用。功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，通过类比的方法，比较速度是描述位移变化快慢的物理量，来对功率进行理解。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

3、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，采用公式分析加图像表述的形式进行，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。【教学目标】:知识与技能1. 理解功率的的概念。2.知道功率的定义和定义式，能够用公式解答有关的问题。3. 正确理解公式 P=Fv 的意义，区别什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。4. 能用公式 P=Fv 讨论汽车等交通工具的启动问题。过程与方法1. 通

4、过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。2. 从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。3. 理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。情感态度与价值观1. 通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己的观点，坚持原则，善于合作的良好习惯。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 1精品资料2. 通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。【学习重难点 】 :1. 功率的概念和计算公式。2. P=Fv 及其应用。【学习方法】 : 类比学习、图像分析。【 课时安排 】: 2课时。二、课堂部分教学

5、过程【认知与探究 】：教学环节教学内容复习：功的表达式：导入有没有一种物理量可以描述做功的快慢呢？通过具体下表是三台起重机在工作时的有关数据记录事例以及匀类比法找起速所出表示做重被吊上用功快慢的机做功通 用 表物重升时编示，引入速间号功率的概度念A 2×103N4m/s4s 3.2 ×104J师生互动设计意图教师：人们在生引发学生思产、生活和工作考，让学生从中使用了大量的身边生活寻找机械来做功，这做功快慢的事与人力直接做功例，并思考机或畜力做功，在械与人或畜力完成功的快慢方做功快慢的差面有何不同？请异。举例说明。列举生产、生学生所举事例可活中发生的事能有：例，使学生体1.人

6、上高楼会功率与生( 如 8 层楼 ) 时，活、生产息息乘电梯比走路要相关，无处不快得多；在，研究功率2.拖拉机耕地具有重要的现比牛耕地要快得实意义，并引多；导学生注意观3.挖土机与察身边物理现人，要完成相同象，体会到物的挖土任务，人理知识就在我花的时间要长得们身边，感悟多；物理规律研究4.从水井里提的价值，激起水，使用抽水机学生的求知比人工要快得欲。多 教师：功是能量引导学生思转化的量度，人考：如何比较们十分关注做功物体做功快的多少。不同的慢？讨论中注机器或物体做功意培养学生的有快有慢，如何发散思维能力来衡量做功的快和批判思维能慢呢？请同学们力。思考并提出解决对学生提出的方案。各种方案可能学生

7、可能有以下有问题或不完仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 2精品资料（一）功率P的有关内容（二） 、额定功率和实际功率B4×103N3m/s4s4.8 ×104JC1.6 ×104N2m/s1s3.2 ×104J比较三个起重机做工的快慢？比较 A 和 B：它们做功时间相等，WAWB，B做功比 A快。比较A 和 C：它们做功相等，t At B ， C 做功比 A 快。1. 功率的定义 ：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率功率是表示物体做功快慢的物理量的物理量，功率是标量，在国际单位制中功率的单位是瓦特。2. 功率的定义式 ：3. 物理意义 ：表

8、示物体做功快慢的物理量。4. 单位： 国际单位：瓦特 ( w) ，常用单位：千瓦 ( kw)1额定功率 ：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。2实际功率 ：指机器工作时实际输出的功率。动力机器不一定在额定功率下工作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器 ( 短时间内实际功率略大于额定功率是可以的。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，

9、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”。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？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？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？整，教师应鼓

10、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。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。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。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 3精品资料1表达式推导：2式中 F 是对物体做功的力， v 是物体的运动速度， 是 F 和速度 v 之间的夹角。3在 F 和 v 同向时 =0，表达式为：

11、P=Fv。4. P=W/t是功率的定义式，它普遍适用，不管是恒力做功，还是变力做功，不（三）、管是机械功还是电功等它都适用。但由它功率与速教师：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？学生的回答可能有：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。接着，教师引导学生思考，度：求得的一般是平均功率。公式P=Fvcos

12、，载重汽车的输出如何计算牵引P=Fvcos 式中 为 F 与 v 的夹角。 v 为物体的对地速度。当 v 为平均速度时，求得的功率为平均功率，当 v 为瞬时速度时，求得的功率为瞬时功率。1平均功率（ 1）描述力在一段时间内做功的快慢。（ 2）计算公式：P=W/t=0时， P=Fv注意：应用式计算时注意：力F 必须是恒力， v 为一段时间 t 内的平均（四)、速度。（ 3）平均功率对应于一段时间或一力的平均个过程，并且同一物体在不同时间段内的功率和瞬平均功率一般不相同，因此说平均功率时时功率一定要说明是哪一段时间内的平均功率。2瞬时功率（ 1 ）力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一

13、位置。（ 2）计算公式：P=Fvcos P=Fv ( F 与 v 同向时 ) 式中 v 表示某一时刻的瞬时速度。功率较大；载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小；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。教师引导学生阅读课本 56 页做一做。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=Fv 求出的功率是 F 在时间 t 内的平均功率 ；如果 t 取得足够小，则v 表示瞬时速度，此时由 PFv 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。力的功率。 ( 让学生根据所学知

14、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 )总结：v 是平均速度 ，P 是平均功率 ( F为恒力，且 F与 同向 ) 。v 是瞬时速度， P 是瞬时功率。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。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 4精品资料（五）、对公式P=Fv 的讨论1此公式的意义是：当力F 与物体教师：汽车以额运动 ( 瞬时 ) 速度 v方向一致时，力的实际定功率在平直公瞬时功率就等于力F 和运动速度v 的乘路行驶时，若前积，对于机车 ( 汽车、火车等交通工具或方遇到了一段较动力装置 ) ，牵引力F 与物体运动速度 v陡

15、的上坡路段，一般方向一致，可用公式P=Fv 计算实际汽车司机要做好瞬时功率 ( 称牵引力的功率、发动机的输什么调整，才能出功率 ) ，特别注意： F 为机车的牵引力，确保汽车驶到坡并非机车所受的合力。顶？为什么？2当 P 一定时， F 1/v ，即做功的力学生的回答可能通过对生活实越大，其速度就越小，如：汽车在发动机有：际的讨论，使功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法加大油门，汽学生进一步加( 变速调节装置 ) 减小速度以获得较大的牵车可顺利行驶到深理解功率与引力满足上坡的需要。达坡顶。牵引力和速度3当速度 v 保持一定时， P F，即汽车要换档，的关系。为实做功的力越大，它的功率也越大。如：汽

16、才能顺利行驶到际应用和分析车从平路到上坡，若要保持速度不变，必达坡顶。问题打好基须加大油门 ( 控制燃油混合气体流量多少师生共同分析：础。的装置 ) ，增大发动机功率以得到较大的是一种正确的牵引力。操作方式 ，当司4当力 F 一定时， P v，即速度越机将发动机的速大，功率越大。如：起重机吊同一货物以度档位调低后，不同的速度匀速上升，牵引力保持不变速度减小了，牵( 大小等于物重 ) ，起吊的速度越大，起重引力加大了，只机的输出功率就越大。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）汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？（ 2）起重机在竖直方向

17、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？仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 5精品资料（六）具体应用：汽车等交通工具的动力学分析：（设汽车受到的摩擦阻力大小保持恒定）能力迁移（ 1） . 汽车以恒定功率启动汽车以恒定功率启动后，若运动过程中所受阻力f 不变，由于牵引力，根据牛顿第二定律可得，汽车的加速度，可见，随着汽车速度的增大，加速度减小，当加速度a=0时，汽车的速度达到最大，以后汽车将做匀速直线运动，所以汽车做加速度位逐渐减小的加速运动，最终匀速运动。要提高汽车在给定路面上的最大速度值，应选用额定功率较大的发动机。（ 2）汽车以恒定牵引力启动汽车以恒定牵引启

18、动后，开始加速度不变，汽车做匀加速运动，当其速度增大至一定值v 时，其功率达到额定功率P，此时有，以后速度再增加，由于汽车的功率不变（已达额定功率），所以牵引力减小，加速度随之减小，直至a=0时，汽车的速度达最大值，接着做匀速运动。分析关键是抓住两个关系式：P=Fv和。例 汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为 Pm=90Kw, 沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的 0.05 倍 (取 g=10m/s2)。求：(1)汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度；(2)设汽车由静止起匀加速行驶，加速度为 a=0.5m/s 2 , 求汽车维持这一加速度运动的最长时间。教师：汽车等交通工具在启动和

19、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。学生讨论后得出结论：（ 1）.P 固定时，由，且当 a=0时， F=f 摩此时有。（ 2）.F 固定时，由，且汽车做匀加速运动。当速度增大到 v 额 时 ， P=P额，此后汽车做 P 定的变加速运动直到达到最大速度 vm。教师与学生一起分析题目、图形，得出正解。解析 ：（1）汽车匀速运动时F-0.05mg=0 汽车的额定功率Pm =Fvm代入数据得 vm =30m/s。（）汽车匀加速行驶时，动力学方程为 F-0.05mg=ma汽车的瞬时功率为 P=Fv汽车的瞬时速度为 v=at要求瞬时功率小教师引导学生画

20、出 v-t 图像教师指导学生画出相应的 v-t 图像通过立体巩固对汽车启动时的动力学分析仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 6精品资料1 关于功率 ，以下说法 正确 的是（）A据 P=W/t 可知，机器做功越多，其功率就越大。B据 P=Fv 可知，汽车的牵引力一定与其速率成反比。C据 P=Fv 可知，发电机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。D据 P=W/t 可知，只要知道时间 t 内机器所做的功，就可求得这段这段时间内任一时间机器做功的功率。2汽车上坡时，司机必须换档，其目的是（ ）A 减小速度，得到较小的牵引力B增大速度，得到较小的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力随堂

21、检测D增大速度，得到较大的牵引力3额定功率为80kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为 20m/s ，汽车的质量 m=2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s 2。运动过程中阻力不变，求：（ 1）汽车所受的恒定阻力；（提示：先求 V=20m/s 的 F 牵 ,此时 F 牵=F 阻)（ 2）3s 末汽车的瞬时功率；（提示：判断 3s 末汽车处于加速阶段，还是匀速阶段）（ 3 ）经过多长时间汽车功率达到额定值？（提示： P 额 ，对应的是 V 额 ，即V=V 额）【板书设计 】：于或等于额定功率 PPm代入数据得 t 30s学生：当堂学完本节知识，立即做完对应练习。（强化对知识的理解与认识）教师：和学生一起做题，并对部分学生提问，根据学生问答情况，及时点拨、总结。学生在学完本节内容后通过几个典型例题来巩固已学知识。7.3功率一、功率1 定义：功和