4.1势 能（一）（教案）（表格式）中职《物理（上册）》（上海交通大学出版社）

课题第一节势能（一）课时1课时（45min）总14课时教学目标知识技能目标：（1）理解功的定义（2）知道做功的两个必要条件（3）能用公式进行简单计算（4）理解功率的概念（5）知道功率与速度的关系（6）能用公式进行简单计算思政育人目标：（1）通过学习物体动能的增量与其运动路径无关，学会透过现象看本质，坚持用发展的、联系的、全面的观点看问题（2）了解机械能守恒定律中蕴含的守恒思想，树立正确的得失观、苦乐观和顺逆观教学重难点教学重点：功的定义、功率的概念教学难点：功、功率的计算教学方法讲练结合法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤设计意图问题导入（4min）【教师】提出以下问题：马拉着车在平直的路面上前进，运动员从地上举起杠铃，手托着书静止，这三种实例中，哪些力做了功？怎样才算做功？功的大小该如何计算？【学生】思考、举手回答通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（24min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识知识点功❖【教师】举例功的定义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。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），，1J就是1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。从功的定义可以看出，做功必须具备以下两个条件：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上发生了位移。❖【学生】聆听、理解、记忆知识点功的计算❖【教师】推导功的计算公式功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。如图4-1（a）所示，力F的方向与物体的运动方向一致，若该物体的运动距离为l，则力F做的功为。如图4-1（b）所示，力F的方向与物体的运动方向垂直，若该物体的运动距离为l，则力F不做功，即。（a）（b）图4-1功的计算如图4-2所示，当力F的方向与物体的运动方向成某一角度时，利用矢量的合成与分解，将F分解到位移方向上或将l分解到力的方向上，可计算出力所做的功。（a）（b）图4-2功的计算如图4-2（a）所示，将F分解到位移方向上时，。如图4-2（b）所示，将l分解到力的方向上时，。由此可知，功的计算公式为❖【学生】聆听、理解、记笔记知识点正功和负功❖【教师】介绍正功和负功功是标量，但有正负之分。当时，，，表示力对物体做正功；当时，，，表示力对物体不做功；当时，，，表示力对物体做负功。正功和负功反映的是力对物体做功的性质：若为正功，表明该力促进了物体的运动，是动力；若为负功，表明力阻碍了物体的运动，是阻力。一个力对物体做负功，往往说成物❖【学生】聆听、理解、记笔记❖【教师】讲解例题【例4-1】一个质量为2kg的物体，受到与水平方向成角、斜向上的大小为10N的力的作用，物体与地面间的摩擦力为4.2N。求物体在地面上水平移动2m的过程中，外力对物体所做的总功（取）。❖【学生】聆听、理解、演算知识点功率❖【教师】讲解功率的定义。其中，为F与v的夹角。当物体的受力方向与速度方向共线时，功率的表达式为。提到功率，要明确是某个力的功率，还是物体所受合力的功率。❖【学生】聆听、理解、记笔记【课堂互动】❖【教师】提出任务：表4-2是三台起重机在工作时的有关数据记录，试分析这三台起重机在工作时做功的异同，并比较它们做功的快慢。起重机编号被吊物体的重量匀速上升速度所用时间做功A4sB4sC1s❖【学生】按照要求计算，回答问题知识点平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率❖【教师】讲解用到的几个功率概念平均功率：描述一段时间（或一段位移）内做功的快慢。瞬时功率：描述某一时刻（或某一位置）做功的快慢。求平均功率时，可以用定义式和表达式。中的v为平均速度。求瞬时功率时，可以用表达式，式中的v为瞬时速度；也可以用定义式，当t趋近于0时，所求的功率即为瞬时功率。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。实际功率是指机器在工作中实际输出的功率。机器不一定在额定功率下工作，其正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。机器在运行时，短暂时间内，实际功率可略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率，否则会缩短机器的使用寿命。❖【学生】理解、记笔记知识点汽车启动的两种过程❖【教师】讲解汽车启动的两种过程与例题汽车在行驶过程中，发动机的最大功率等于额定功率。汽车的启动方式有以恒定功率启动和在恒定的牵引力作用下启动两种。（1）以恒定功率启动（阻力f不变）时，汽车的运动分两个阶段：第一阶段：加速度逐渐减小的加速运动。由可知，P和f一定，开始时v很小，则F很大，加速度很大；随着v的增大，F减小，则加速度减小。第二阶段：匀速运动。当F减小到与f的大小相等时，加速度为零，汽车做匀速运动，速度达到最大值。图4-4为汽车以恒定功率启动（阻力f不变）的v-t图象。图4-4汽车以恒定功率启动的v-t图象（2）在恒定的牵引力作用下启动（阻力f不变）时，汽车的运动分三个阶段：第一阶段：匀加速直线运动，当功率达到额定功率时结束。开始时，因F恒定，加速度不变，速度增大，由可知，功率不断增大；当增大到额定功率时，速度达到匀加速阶段的最大速度。第二阶段：加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力时结束。汽车在额定功率下运行，速度继续增大，则F减小，加速度减小。第三阶段：当牵引力等于阻力时，汽车开始匀速运动。此阶段中，汽车的速度达到最大值，即。图4-5为汽车在恒定牵引力作用下启动（阻力f不变）的v-t图象。其中，在时间内，汽车做匀加速直线运动；在时间内，汽车做加速度逐渐减小的加速运动；在时刻，速度达到最大值。图4-5汽车在恒定牵引力作用下启动的v-t图象【例4-2】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，重力加速度。（1）汽车在保持额定功率不变时从静止启动，启动后汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车的加速度为时，速度是多少？当汽车的速度为时，加速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？【学生】聆听、理解、演算通过教师的讲解和演示，使学生理解功的定义，知道做功的两个必要条件、理解功率的概念，知道功率与速度的关系，并能用公式进行简单计算。强化练习（10min）【教师】强化练习题，并点名部分学生板演（1）放在粗糙水平地面上的物体在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度匀速移动4s，则拉力共做了J的功，摩擦力对物体做了J的功。（2）用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩擦和滑轮重力，所施加的拉力F=_____N,这一过程中拉力F做功J（3）重物的质量为m=1kg,动滑轮及绳子的质量、摩擦不计。竖直向上拉绳子，重物从静止开始以5m/s的速度上升，则拉力F在1s内做功为多少?（4）小跳同学每次放学回家要背着沉重的书包爬上约15m高的楼，累得气喘吁吁。小跳同学和书包总重600N,爬楼用时3min。求:(1)小跳背书包爬楼克服重力所做的功;(2)小跳学和书包总重600N，爬楼用时3min。求：(1)小跳背书包爬楼克服重力所做的功；(2)小跳爬楼克服重力做功的功率。对比自己的计算结果、理解概念通过强化练习，使学生巩固所学知识，并以学生为主体，针对学生接受能力的差异性，让优秀学生带动其他学生掌握知识课堂小结（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了功的定义，知道做功的两个必要条件、功率的概念，知道功率与速度的关系等知识，重点是应用功的定义以及功率的定义进行计算；希望大家在课下多加练习，巩固课上所学知识，为后面的学习打下坚实的基础。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对功、功率相关知识的印象作业布置（2min）【教师