功率教学设计主题机车的两种启动方式

§：功率(第2课时)-教学设计主题：机车的两种启动方式道县一中唐顺海一、教学三维目标：（一）、知识与技能目标：1、复习上节功率的定义及额定功率与实际功率的定义；2、机车的两种启动方式及模型的建立。（二）、方法与过程目标：1、会讨论、分析、描述机车以恒定功率启动的过程，并画出相应的v-t、P-t、F-t图像；2、会讨论、分析、描述机车以恒定加速度启动的过程，并画出相应的v-t、P-t、F-t图像（三）、情感与态度目标：通过对机车的两种启动方式及模型的建立，让学生对功率科学知识学以致用，增强他们的科学素养与物理科学情怀。二、教学重点与难点：1、重点：对机车的两种启动方式的建模、原理描述及理解。2、难点：为分析机车的启动问题建立的两种模型及实际应用。三、本课的重点、难点、信息技术应用及学情分析：1、重点分析：交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度作匀速直线运动。②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度作匀速直线运动。2、难点分析：机车的启动一般可以建立两种模型，匀加速启动和恒定功率启动。匀加速启动时牵引力不变，发动机功率随时间t均匀增大。当功率增大到等于额定功率后，功率不再增大，牵引力随速度的增大而减小。当牵引力减小到等于阻力后，汽车以最大速度做匀速直线运动。恒定功率启动时，牵引力随速度的增大而减小，加速度随速度的增大而减小。当牵引力减小到等于阻力后，汽车以最大速度做匀速直线运动。3、信息技术应用及学情分析：通过多媒体及seevo软件，对机车的两种启动方式进行建模，运用flash动画，把两种启动模型中的物理原理中的速度、加速度、牵引力及运动过程向学生形象地展示，再通过seevo软件，把学生课堂中的作业成果投影到多媒体，让师生共同研讨。学生的物理基础处于较好层次，对功率的定义及额定功率等知识有初步了解，课堂需复习引入，基于学生对功率的初步掌握情况，采用建模方式处理，并用多媒体及相关的现代信息技术软件，以学生为主体，老师主导，共同学习好功率的第二课时：讨论、分析、描述机车的两种启动的过程，并画出相应的v-t、P-t、F-t图像及巩固应用。四、教学过程：（一）、回顾“功率第一课时”的主要内容：1.功率的定义式： （一般求平均功率）2.功率的计算式：P=Fv（即可求瞬时功率，也可求平均功率）3.额定功率：是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。4.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。5.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。（二）、两种启动方式的学习探究：机车起动通常有两种方式，下面把这两种启动方式的规律总结如下：A、机车以恒定功率启动的运动过程：1、[原理探究]：机车以恒定的功率P启动后，若运动过程中所受的阻力不变，由于牵引力F＝P／v，根据牛顿第二定律：F－f＝ma即P／v－f＝ma所以：当速度v增大时，加速度a减小。当加速度a＝0时，机车的速度达到最大，此时有：。以后，机车以vm做匀速直线运动。2、[多媒体展示]：这一过程，F、v、a的变化也可表示为：3、[学生自主探究]：用v－t图，这一过程可表示为下图：最大速度之前是一段曲线。4、[教师引导归纳]:以恒定功率启动的特点：（1）汽车在启动过程中先做加速度不断减小的加速运动，同时牵引力变小，当牵引力等于阻力时，开始以最大速度匀速运动。（2）汽车在启动过程中的功率始终等于汽车的额定功率。（3）汽车的牵引力和阻力始终满足牛顿第二定律F－f＝ma。（4）汽车的牵引力和瞬时速度始终满足P-P额=Fv。（5）在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有P额=Fvm=fvm。5、巩固练习：例1：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，阻力是车重的倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后：(1)汽车所能达到的最大速度是多大？(2)当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？(3)当汽车的速度为6m/s时加速度多大？（让学生课堂作答并运用seevo软件投屏到多媒体进行研讨）B：机车以恒定加速度启动的运动过程1、[原理探究]：机车以恒定的加速度a启动时，牵引力F、阻力f均不变，此时有：F－f＝ma。机车匀加速运动的瞬时功率：。匀加速阶段的最长时间；匀加速运动的末速度为。当机车达到这一速度时，其瞬时功率等于它的额定功率。然后机车又做变加速运动。此时加速度a和第一种启动过程一样变化；这时的最大速度还是。而变加速阶段的位移应该用动能定理来计算：。2、[多媒体展示]：匀加速启动过程的各个量（P、F、a、v）的变化情况如下：3、[学生自主探究]：用v－t图，这一过程可表示为下图：起初匀加速运动是一段倾斜的直线，紧接着是一段曲线，最后是平行于时间轴的直线。4、[教师引导归纳]:以恒定牵引力启动的特点：（1）汽车的起动过程经历两个阶段：匀加速直线运动；变加速直线运动，最终做匀速直线运动。（2）汽车在匀加速运动阶段，汽车的瞬时速度，（v0＝0）。汽车做匀加速运动所能维持的时间。（3）汽车做匀加速运动阶段，其瞬时功率。（4）汽车在匀加速运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，且。（5）汽车在变加速运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有。5、巩固练习：例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，阻力是车重的倍，g=10m/s2。汽车从静止开始，保持以m/s2的加速度做匀加速直线运动。(1)汽车做匀加速直线运动的时间？(2)汽车所能达到的最大速度是多少？（让学生课堂作答并运用seevo软件投屏到多媒体进行研讨）五、教学小结：1.机车启动问题原理：F-F阻=ma(F阻恒定)；P=Fv(F为机车的牵引力)2.机车最大速度：F=F阻 vmax3.机车以恒定功率启动：机车先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做匀速直线运动。4.机车以恒定加速度启动：机车先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做匀速直线运动。六、作业：1、课本P63第2题。2、完成系统集成同步导学练测P49第5题。七、教学反思：1、学生对两种机车启动模式的建立有一定的困难，尤其是恒定加速度启动模式，怎么突破这个难点？我是利用多媒体及信息技术结合学生的思维探究和逻辑推理进行。2、我在主导学生对两种机车启动方式进行类比时，让学生运用所学过的物理知识从v-t、P-t、F-t等图像描述变化原理，进一步理解功率的内涵与外延及其应用。附：课外补充练习：卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（）A．PtB．fsC．Pt=fsD．解析：发动机所做的功是指牵引力的功。由于卡车以恒定功率运动，所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间，∴A对。B项给出的是卡车克服阻力做的功，在这段时间内，牵引力的功除了克服阻力做功外还要增加卡车的功能，∴B错。C项给出的是卡车所受外力的总功。D项中，卡车以恒功率前进，将做加速