5.3《功率》教案

课型：小组讨论探究探究《功率》教案河北唐山外国语学校马忠云一、教材分析（一）教材简介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。功率是功的概念的进一步延伸，要会用功率的不同表达式进行具体应用。（二）教学目标1、知识与技能（1）知道功率的物理意义、定义式、单位。（2）理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。（3）理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。2、过程与方法（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。（2）运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。3、情感态度与价值观感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理的价值观。（三）教学重点、难点重点：（1）理解功率的概念。（2）知道功率的种类及其计算。难点：（1）功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。（2）瞬时功率和平均功率的计算。二、学情分析学生在初中已经学过功率的概念，引入这一概念并不困难。功率是功的概念的进一步延伸，学生要进一步学会进行功率的计算，会用公式P=F·v分析汽车等机械的工作。三、教学设计思路功率在生活、生产中应用很广，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。四、教法与学法教法：探究式教学法和情景创设教学法学法：以学生合作学习和演绎推导为主，培养学生的逻辑思维能力。五、教学资源课件、自制幻灯片PPT、投影。六、教学流程图已有知识、引出问题→推导演绎、得出公式→分组讨论、深化理解→集体共同交流、归纳总结规律→例题解析，灵活运用。七、教学过程设计教学环节教学内容及教师组织学生探究过程设计意图㈠已有知识引入课题上节回顾：在学习了功之后，我们来回忆一下这样的问题：力对物体所做的功的求解公式是什么?学生回答：W＝F·L·cosα．提出问题：那么只用这一个式子就可以完全描述物体做功这个问题吗?现在我们来看这样的例子。例子一：一台起重机在1min内把lt重的货物匀速提到预定的高度。例子二：另一台起重机在30s内把1t货物匀速提到相同的高度。提出问题：这两台起重机做的功是不是一样呢?学生回答：两台起重机对物体做功的大小相同。提出问题：那么这两台起重机做功有没有区别呢?区别是什么?学生回答：这两台起重机做功还是有区别的。区别就在于他们做功的快慢不一样。点明主题：为了进一步研究力对物体做功的快慢，我们进入这一节课的主题：功率。由已知知识导入课题，降低学习难度，激发学生兴趣。㈡交流及讨论提出问题：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。学生回答：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，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”。教师总结：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w/t，叫做功率．用p表示，则P＝w/t．那么功率的物理意义是什类比教学法：通过类么?学生回答：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。提出问题：功率的这种定义方法叫做什么定义方法?学生回答：比值定义法。提出问题：我们以前学过的哪一个物理量也是用这种方法来进行定义的?学生回答：这样定义的物理量非常多，例如密度的定义是质量和体积的比值，压强的定义是压力和面积的比值，电阻的定义是电压和电流的比值等等。学生回答：高中物理中的速度的定义是位移和时间的比值，加速度是速度变化量和时间的比值。教师总结：上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与w、t间无比例关系，就像速度、位移和时间的关系一样，做功的快慢由做功的物体本身决定。这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W＝pt。提出问题：根据公式，功率的单位是什么?学生回答：由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位决定，功率的单位应该是J／s。学生回答：我记得初中所学的功的单位是瓦特，符号是W。教师总结：这两种表示方法是等效的，以后我们就用瓦特作为功率的单位，符号是w。除了瓦特这个单位之外，功率还有一些常用单位，例如千瓦(kW)，它和W之间的换算关系是1kW＝1000W。提出问题：请大家分组讨论公式p＝w/t是平均功率还是瞬时功率?学生回答：p＝w/t指平均功率。学生回答：我觉得用这个公式也可以表示瞬时功率，当△t→0。时，即表示瞬时功率。提出问题：这位同学补充得非常好。我们在什么地方也学过这种方法?学生回答：在对速度进行定义时我们也用了这种方法，速度的定义式是v＝x／t，这个公式即可以表示平均速度，也可以表示瞬时速度，方法是当△t→0时，公式表示的速度就是瞬时速度。提出问题：这种方法叫做极限的方法，我们在今后学习中有很多地方要用到这种方法，希望大家认真体会。功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。额定功率和实际功率提出问题：看课本了解额定功率和实际功率。学生总结：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，通常都在铭牌上标明。额定功率是动力机器重要的性能指标，一个动力机器的额比速度、加速度等物理概念的定义理解功率的比值定义学生很容易接受。教师总结：教师总结是对新增内容的必要补充（三）交流及推导（四）讨论与探究定功率是一定的2、实际功率：机器工作时实际输出的功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率应小于或等于额定功率，也可以略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。功率和速度提出问题：推导功率与速度的关系式。学生回答：根据功的计算式w＝FLcosα和功率的计算公式P＝w/t，可以得到P＝FLcosα/t，而L／t=v，所以P＝Fvcosa。提出问题：α指的是什么?什么时候α＝0?学生回答：α指的是受力方向和速度方向的夹角，当力的方向和速度方向在一条直线上时，α＝0。提出问题：我们把这个公式简化一下，当α＝o时P＝Fv，那么这个公式是表示的平均速度还是瞬时速度呢?请同学们讨论一下。学生讨论后回答：公式p＝Fv中若v表示在时间t内的平均速度，p就表示力F在这段时间t内的平均功率；如果时间t取得足够小，公式P＝Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率．提出问题：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？学生回答：（1）加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。（2）汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。师生共同分析：（1）根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率（超过额定功率），发动机将因超负荷而过热损坏。（2）这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。自主推导公式：学生通过自己推导公式，对公式的理解更深刻分组讨论法：联系实际，培养学生的合作意识和思辨能力。（五）巩固练习例题讲解例1、从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气阻力，取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力的功率。(2)在抛出后3s时重力的功率(设3s时未落地)。学生回答：解析(1)3s内的功率是指平均功率，3s末重力做功通过实际问题的应用，培养学使用的教学软件有:自制powerpoint幻灯片221gtmgmghWc，故WgtmgtWPC150310211021。(2)3s末的功率是指瞬时功率，应用cosFvP求解，结合平抛知识得ymgvFvPcosmg·gt=10×10×3=300W。例2、一个质量为m的物体，从高度为h，长度为L的光滑斜面顶端由静止开始下滑，求物体到达斜面底端时重力做功的功率？学生回答：解析：本题所求重力做功的功率，应为瞬时功率P=mgvcosα，而速度v是沿着斜面向下的。如图，设斜面的倾角为θ，根据sin22gLalv而α＝（900－θ），所以LghmghgLmgmgvP/2sinsin2cos教师点评：本题主要考查对瞬时功率的计算，要求同学们对三角关系明确，并且灵活运用公式.生独立分析问题的能力。（六）板书设计三功率（一）功率1．定义：功和完成这些功所用时间的比值．2．定义式：P=w/t，变形式：P＝Fv。3．国际单位和常用单位：W，kW．（二）额定功率和实际功率1．额定功率：正常条件下可以长时间工作的功率．2．实际功率：机车实际输出的功率．（三）功率与速度讨论公式P＝Fv能有效帮助学生梳理本节课的知识和内容。θ