人教版高中物理必修2教学设计28.1 功与功率教案

1、人教版（新教材）高中物理必修第二册教案8.1功与功率教材分析本节讲解功的概念先习初中过的公式 W s然后扩为功的一般公式 W教学中要注意这个扩展过程使生知道其中的推理过程养学生的推理能力在本节的教学中要注意强调本章研究的索和能是有密切联系的物理量以及做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化。 理功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义要学生理解功率的概念会行功率的计算会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。由于功率在生活生产中应用很教学中可充分利用这一优势使抽象的物理概念变得富 有实际意义。发展学生应用知识解决实

2、际问题能力，树立正确的价值观。教学目标与核心素养物观：知道功的定义，理解做功的两个必要因素； 掌功的公： Fscos，确公式中各个字母所代表的物理量理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。的运用PFvWt，科思：推导 = 过程中，通过猜想、从特殊到一般，再从一般到特殊的理论论证等方法培养学生科学论证能力和推理能力渗透等效思想意地培养学生的科学 思维科探：过演示和事例并时通过启发式探究使生探“的来历并掌做功的 两个因素。科态与任通过分析日常现象养学生探究周围事物的习惯培养学生学习物理 兴趣。培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。教学重难点、教学重点：（1在理解力对物体做功的两个要素的基础上

3、掌握功的概念及功的计算公式（2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正功和负功的含义及如何判定各个力做功的正负；（2物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆1人教版（新教材）高中物理必修第二册教案（3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 和瞬时功率课前准备多媒体课件教学过程什么是功？初中功的概：如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这 个力对物体做了功。公式:W=Fl做功的个不可缺少的因素a作用在物体上的力、物体在力的方向上发生的位移功的计算(1)如果力的方向与物体的运动方一致，这

4、个力所做的功是多少？lW=Fl(2)如果力的方向与物体的运动方垂直，这个力所做的功是多少？21 1 2 1 1 2 2 2 1 人教版（新教材）高中物理必修第1 1 2 1 1 2 2 2 1 F 不功即 一物体在与水平方向成 60斜向上的力 F=10N 的用下滑水平面上由静开始移动 l请求出力 F 所功。分析：把计算 F 做的问题转化分别求 F 和 做功的问题 功推导功的表达式、推导过程设计力和位移方向一致的情况： 力和位移有夹角（）的情况：FF Fl由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角 据力 F 的用效果把 F 两个方向分解： 即跟位移方向一致的分力 F ，位移方向垂直的分力 F 如图所

5、示：F F cos 1F F 2据做功的两个不可缺少的因素可知：分力 F 对物体所做的功等于 F l。而分力 的向跟位移的方向垂直，物体在 F 的方向没有发生位移，所以分力 F 所做的功等于零。可知力 F 所做的功 =即： cos功的定义：、内容：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积。3N 人教版（新教材）高中物理必修第二册教案N 、定义式：W Fl cos(1) 必是恒力）l 一为对地位移(3) 力与位移方向的正向夹角(4)只与、 和 三有关，与物体的运动状态等因素无关 位：在国际单位制中，是焦耳，符号 。4功是标量：只有大小，没有方向，但有负之分。(五、

6、正功和负功1引导学生阅读课本，填写下表:物理意义、引导学生探究、分析正功、负功的物理意义、得出结论：(1)、力对物体做正功，说明该力动力，力对物体做功向物体提供能,受力物体获得了能量。力对物体做负功，说明该力是阻力，向外输出能(以消耗自身的能量为代 价)即负功表示物体失去能量。、是标量，只有大小，没有方向，功的正负既不表示方向，也不表示大小。正功和 负功只表示两种相反的做功效果。(3)、一个力对物体做负功，也可成物体克服这个力做功（取绝对值例题 一个质量为 的橇，受到与水平方向成 37角向上方的拉力，大小为 N，在水平地面上移动的距为 。地面对雪橇的阻力为 N， cos 0.8。求 各力对雪橇

7、做的总功。分析 雪橇运动方向及有关受力情况如图所示。拉力 可分解为水平方向和竖直方向的两个分力，竖直方向的分力 F 、支持力 和力 与运动方向垂直，不做功。所以 各力对雪橇做的总功为拉力的水平分力 F 和力 F 阻做的功的代数和。41 ll 阻 2 1 2 人教版（新教材）高中物理必修第二1 ll 阻 2 1 2 解 拉在水平方向的分力为 F F 37，它所做的功为 F 50050.8J2 阻力与运动方向相反，两者夹角为 180它所做的功为 F l 力对物体所做的总功为二者的代数和，即 W 2 力对雪橇所做的总功是 1500J对：功快功率定义：功 完成这些功所用时间 t 的值叫做功率。定义式：

8、PW t物理意义：表示物体做功快慢的物理量。单位：国际单位：瓦特（用单：千瓦（）或焦/（）功单：焦耳（J）做功所用时间单位：秒(换算关系：k = 1000 功是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。.额定功率与实际率额定功率：机械允许长时间正常工作时的最大功.动机铭牌上的功率指的就是额5人教版（新教材）高中物理必修第二册教案定功率实际功率实工作时的输出功发动机的实际功率不能长时间大于额定功率， 否则会损坏机械（三）功率与速度的关系.功率与速度关系推导学生阅读教材，思考教师提出的问题，推导功率与速度的关系式。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 关系式关系

9、式：平均功与瞬时功率由 / t 求的是物体在时内的平均速度，代入公式 = 出的功率是 F 时 间内的平均功率；如取得足够小，则 表瞬时速度，此时F 求的功率就是 在时刻的瞬时功率即当 v 为均速度时，求得的功率就是平均功率 为时速度 时，求得的功率就是瞬时功率。 是均速度 v，P 是均功率 P （F 为恒力，且 F 与 v同向） 是瞬时速度 是瞬时功率 功率、与速度间的关系定值P 一 一F 一定各量间的关系 F 与 反比F 与 P 成正比P 与 v 成比应用汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率， 获得较大牵引力汽车在高速路上，加大油门增大输

10、出功率，可以提高速度.功率推广式cos 可恒力可为变力运动可为直线运动可为曲线运动 力 F 与时速度 方向间的夹角6m m m人教版（新教材）高中物理必修第二册教案m m m例 、质量 m kg 的体，在水平力 F的作用下，在光滑水平面上从静止开始运 动，运动时间 t=3 ，求：（1力 F 在 t=3 s 内物体所做的功。（2力 F 在 t=3 s 内物体所做功的平均功率。（3在 3 s 力 对体做功的瞬时功率。答案（）54 J（）18W 解析物体在水平力 的用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，F根据牛顿第二定律，可求出加速度 a m/sm，则：物体在 的速度 =at/s（1力

11、F 做的功 W=69 J1物体在 3 的位移 = 22=9 m（2力 F 在 的平均功率 P W或t Fv ）（3 力 的时功率 =Fv W=36 W（四）动力机械的两种启动方式对于汽车或吊车等动力机械在止开始启动的过程中发机的输出功率牵引力和 速度的关系满足公式 PF ，在 P、F、 三物理量中，若保一个量不变，当另一个量 变化时，第三个量也随之变化。两种常见的启动过程分析如下：.动力机械以恒定功率启动和行驶过程动力机械牵引功率 P 持恒定时，由 P = F 可，牵引力大小 F 与速度 v 成比。结 合牛顿第二定律 F = 可机械以恒定功率启动的过程速 的渐增大 加速度逐渐减小，当 F=f

12、时加速度 a=0，此时汽车的速度达到大值 ，后汽车做匀 速运动。动力机械以恒定功率启动过程中，物体运动具有以下特点：物体在启动过程中先做加速度不断变小的加速运动时牵引力变小牵力等于 阻力时，物体开始以最大速度做匀速直线运动；动力机械在启动过程中的功率始终等于其额定功率；动力机械的牵引力 F 和力 始满足牛顿第二定律 F- ；动力机械的牵引力 F 和时速度 始终满足 P=P =F在启动过程结束时，牵引力和阻力平衡，此时有 v = f 71mt 1 1mt t t t 1mt 人教版（新教材）高中物理必修第二册教案1mt 1 1mt t t t 1mt .动力机械以恒定加速度启动和行驶过程以恒定的

13、加速度启动时，若汽车受到的阻力 是不变的，则牵引力也是恒定的。物体以加速度 = (f / m 做加速直线运动，动力机械的实际输出功率 P 随度增大而增大，直至输出功率等于额定功率加过程结束时物体速度达到匀加速直线运动阶段的最大 速度 ，着动力机械保持额定功率不变，物体继续加速而牵引力减小，直到加速度 a 减 小到，最后做匀速行驶运动，速度达到最终的最大速度。这一启动方式具有下列特点：物体启动过程经历了两个阶段匀速直线运动状态变速直线运动状态， 最终做匀速直线运动；物体在匀加速直线运动阶段，瞬时速度 ，加速直线运动所能维持的时间 t = /；物体做匀加速直线运动阶段，任一时刻瞬时功率 =F P

14、；物体在匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率 P 等于额定功率 P ，且满足 =F ；物体在变加速直线运动阶段功率恒为额定功率速直线运动时牵引力和阻力平衡：P =P = f m这一过程中各量的变化，可用下列流程图来表示。F =mF P=FP =P F f= / a ， ） 8 m m 额 m m 0 m 00 人教版（新教材）高中物理必修第二册教 m m 额 m m 0 m 00 过程 F v a F F 不 F 不变 POA段分析 F F F 直到 F v运动性质加速度减小的加速线运动匀加速直线运动、持时间 vt a例 、汽车发动机的额定功率为 60kW汽车质量为 5t汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的 0.1 倍， 取 /s2，问：（1汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多?（2若汽车保持 的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时?答案（）（2）16s解析）牵引力 F 大等于阻力 f 时汽车的加速度 ，速度达到最大值 v ， 据公式 =F，得出汽车最大速 vP =fmP P F f（2汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始到汽车达到额定功率的时候，设汽 车做匀加速运动时的牵引力为 F ，阻力为 f，据牛顿第二律，有F =0.1mgma当汽车的功率增大到额定功率时，汽车做匀加速过程结束，设这时汽车的速度为 v ， 据功率公式 =F 得v m额F m/s