高一物理必修二功率教案有哪些
高一物理必修二功率教案有哪些
寫好教案是保證教學(xué)取得成功,提高教學(xué)質(zhì)量的基本保障,可見教案有多重要。下面是學(xué)習(xí)啦小編分享給大家的高一物理必修二功率教案,希望大家喜歡!
高一物理必修二功率教案一
【教材分析】
本節(jié)講述功率的概念,功率公式的應(yīng)用。功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,如果學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)化的快慢,自然能感悟出功率實(shí)際上是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。要使學(xué)生確切地理解公式P=Fv的意義,要通過例題的教學(xué),使學(xué)生會應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算,對平均功率和瞬時(shí)功率有所理解。
瞬時(shí)功率的概念學(xué)生較難理解,這是難點(diǎn)。學(xué)生往往認(rèn)為,在某瞬時(shí)物體沒有位移就沒有做功問題,更談不上功率了。如果學(xué)生沒有認(rèn)識到功率是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量,這個(gè)難點(diǎn)就不易突破,因此,在前面講清楚功率的物理意義很有必要,它是理解瞬時(shí)功率概念和物理意義的基礎(chǔ)。
關(guān)于發(fā)動機(jī)的額定功率與汽車的最大速率之間的關(guān)系,最好采用課后專題講座的形式進(jìn)行,以便通過分析汽車由開動到勻速行駛的物理過程,使學(xué)生養(yǎng)成分析物理過程的習(xí)慣,避免簡單地套用公式。
【教學(xué)目標(biāo)】
㈠知識與技能
1、理解功率的定義及額定功率與實(shí)際功率的定義
2、P=W/t,P=Fv的運(yùn)用
?、孢^程與方法
1、P=W/t通常指平均功率,Δt→0為瞬時(shí)功率
2、P=Fv,分析汽車的啟動,注意知識的遷移
?、缜楦?、態(tài)度與價(jià)值觀
感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。
【教學(xué)重點(diǎn)】
理解功率的概念,并靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。
【教學(xué)難點(diǎn)】
正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義,并能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。
【教學(xué)方法】
教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果。
【教學(xué)工具】
投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。
【教學(xué)過程】
㈠、新課導(dǎo)入
教師:人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來做功,這與人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?請舉例說明。
(引發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生從身邊生活尋找做功快慢的事例,并思考機(jī)械與人或畜力做功快慢的差異。)
預(yù)測學(xué)生所舉事例可能有:
1、人上高樓(如8層樓)時(shí),乘電梯比走路要快得多;
2、拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多;
3、挖土機(jī)與人,要完成相同的挖土任務(wù),人花的時(shí)間要長得多;
4、從水井里提水,使用抽水機(jī)比人工要快得多;
(列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例,使學(xué)生體會功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān),無處不在,研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,并引導(dǎo)學(xué)生注意觀察身邊物理現(xiàn)象,體會到物理知識就在我們身邊,感悟物理規(guī)律研究的價(jià)值,激起學(xué)生的求知欲。)
功是能量轉(zhuǎn)化的量度,人們十分關(guān)注做功的多少。然而不同的機(jī)械或人,其做功的快慢是不同的。
(分析一些生產(chǎn)事例、工作場面,或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過多媒體手段更生動地展示這些畫面和情景,使學(xué)生對做功快慢的情形有更為形象和具體的認(rèn)識,從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎(chǔ)。)
教師:在建筑工地上分別采用以下三種方式,把1t的貨物從地面運(yùn)到三樓,
方式一:搬運(yùn)工分批搬運(yùn),需時(shí)間3h
方式二:用一臺起重機(jī)提升,需時(shí)1min
方式三:用另一臺起重機(jī)提升,需時(shí)30s
上述三種情況下,把貨物由地面運(yùn)到三樓時(shí),請思考以下問題:
1、用不同的方式,對貨物所做的功是否相同?
2、所用時(shí)間不同,三種方式中做功的快慢是否相同?
結(jié)論:對重物所做的功相同,但所用時(shí)間不同,說明做功快慢不同。
(通過引導(dǎo)學(xué)生分析有關(guān)事例,形成初步共識:人們選用機(jī)械來做功時(shí),不僅要考慮做功多少,還要考慮機(jī)械做功的快慢。如挖掘機(jī)做功比人快;大卡車比拖拉機(jī)做功快;拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快;起重吊車比搬運(yùn)工人做功快;抽水機(jī)比轆轤提水快,等等。研究做功的快慢有著重要的實(shí)際意義。通過實(shí)際問題讓學(xué)生感性地認(rèn)識做功的快慢。)
教師:不同的機(jī)器或物體做功有快有慢,如何來衡量做功的快慢呢?請同學(xué)們思考并提出解決方案。
(引導(dǎo)學(xué)生思考:如何比較物體做功快慢?討論中注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和批判思維能力。)
預(yù)測學(xué)生可能有以下認(rèn)識:
1、選擇相同時(shí)間,比較做功多少,做功多的,做功就快;
2、選擇做相同的功,比較做功的時(shí)間長短,時(shí)間長的,做功就慢;
3、類比“速度”的定義方法,用做功和完成這些功所花的時(shí)間的比值來定義“功率”;
(對學(xué)生提出的各種方案可能有問題或不完整,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生在交流中補(bǔ)充完善自己的認(rèn)識。教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法,體會比值法定義功率概念。)
?、妗⑿抡n推進(jìn)
一、功率的含義
1.定義:功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值叫做功率。(板書)
2.定義式:P=W/t(板書)
3.物理意義:表示物體做功快慢的物理量。(板書)
4.單位:(板書)教師請一位同學(xué)正確地說出定義式中各個(gè)字母所表示的物理量及其單位。
國際單位:瓦特(w),常用單位:千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板書)
W→功→單位:焦耳(J)
t→做功所用時(shí)間→單位:秒(s)
換算關(guān)系:1kw = 1000w?1w=1J/s(板書)
說明:用已知物理量的比值定義新的物理量,是建立物理概念常用的方法。使用該方法能夠進(jìn)一步揭示和表述被探究對象的某些物理性質(zhì)及變化規(guī)律,像我們已經(jīng)研究過的速度、加速度等物理量就是用這種方法來定義的。
5. 功率是標(biāo)量,功率表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。(板書)
6. 討論與交流:
小實(shí)驗(yàn):把一段粉筆放在書的封面上,打開書的封面形成一個(gè)斜面,并使粉筆開始下滑。請同學(xué)仔細(xì)分析一下,在下滑的過程中粉筆共受到幾個(gè)力的作用?哪些力做正功?哪些力做負(fù)功?哪些力不做功?如果斜面的傾角增大,情況會有什么變化?傾角增大時(shí),功率是否也增大?
提示:
?、疟容^不同傾角時(shí)的功率,應(yīng)注意粉筆開始下滑處的高度應(yīng)相同。討論功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。
?、茖?shí)驗(yàn)的分析討論,要注意所分析的是某個(gè)力的平均功率。注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析、做功分析,可利用功率的定義式,在理論上進(jìn)行推演,使思維更加嚴(yán)密。
7. 一些常見機(jī)械做功功率
?、牌嚢l(fā)動機(jī)5×104W~15×104W
⑵摩托車約2×103W
?、菄姎饪蜋C(jī)約2×108W
?、热诵呐K跳動的功率1.5W左右
⑸火箭的發(fā)動機(jī)約1×1013W
?、嗜f噸巨輪106W以上
⑺藍(lán)鯨游動的功率可達(dá)350kW
?、倘说钠骄β始s1×102W
?、蛢?yōu)秀運(yùn)動員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1000W
二、功率P與力F、速度v的關(guān)系(板書)
1. 功率與力、速度的關(guān)系推導(dǎo)(板書)
教師:一部汽車載重時(shí)和空車時(shí),在公路上以相同的速度行駛,試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同?為什么?
預(yù)測學(xué)生的回答可能有:
?、泡d重汽車與地摩擦力較大,牽引力也大,由于行駛速度一樣,故相同時(shí)間內(nèi),載重車的牽引力做功較多,所以載重汽車的輸出功率較大;
?、戚d重汽車行駛得比空車慢,因此功率較小;
?、禽d重汽車比空車費(fèi)力,因此載重車的輸出功率較空車時(shí)要大些;
說明:上述分析討論的目的是啟發(fā)學(xué)生思考功率與力和速度有何關(guān)系。學(xué)生分析可能會出現(xiàn)片面和不完整回答,教師要參加到學(xué)生的討論分析中,幫助、啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生形成正確的認(rèn)識。得出正確的答案(1)。
接著,教師引導(dǎo)學(xué)生思考,如何計(jì)算牽引力的功率。(讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識和功率定義式進(jìn)行推演,培養(yǎng)良好的科學(xué)思維能力和思維習(xí)慣)
教師:某汽車在平直公路上做勻速直線運(yùn)動,已知其牽引力大小為F,運(yùn)行速度為v,試求此時(shí)汽車牽引力F的功率為多少?
(注意引發(fā)學(xué)生思考解決問題的思路,應(yīng)用功和功率的定義式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。)
2.公式:P=Fv(F與位移s或v同方向)(板書)
即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動速度v的乘積.。注意F是速度v方向上的作用力。
分析討論:由v=s/t求出的是物體在時(shí)間t內(nèi)的平均速度,代入公式P=Fv求出的功率是F在時(shí)間t內(nèi)的平均功率;如果t取得足夠小,則v表示瞬時(shí)速度,此時(shí)由P=Fv求得的功率就是F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。即當(dāng)v為平均速度時(shí),求得的功率就是平均功率,v為瞬時(shí)速度時(shí),求得的功率就是瞬時(shí)功率。
總結(jié):v是平均速度 ,P是平均功率 (F為恒力,且F與 同向)(板書)
v是瞬時(shí)速度,P是瞬時(shí)功率(板書)
說明:如果物體做勻速直線運(yùn)動,由于瞬時(shí)速度與平均速度相等,故此時(shí)平均功率等于瞬時(shí)功率。
教師:汽車以額定功率在平直公路行駛時(shí),若前方遇到了一段較陡的上坡路段,汽車司機(jī)要做好什么調(diào)整,才能確保汽車駛到坡頂?為什么?
預(yù)測學(xué)生的回答可能有:
?、偶哟笥烷T,汽車可順利行駛到達(dá)坡頂。
?、破囈獡Q檔,才能順利行駛到達(dá)坡頂。
師生共同分析:
⑴根據(jù)P=Fv知,汽車以額定功率行駛,因遇上坡路段,汽車所需的牽引力增大了,若要保持行駛速度不變,這是不可能的;加大油門,只會增加發(fā)動機(jī)的輸出功率(超過額定功率),發(fā)動機(jī)將因超負(fù)荷而過熱損壞。
⑵這是一種正確的操作方式,當(dāng)司機(jī)將發(fā)動機(jī)的速度檔位調(diào)低后,速度減小了,牽引力加大了,只要牽引力足夠,汽車便可順利上坡。
教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學(xué)生進(jìn)一步討論,如:
?、牌嚿掀碌臅r(shí)候,司機(jī)常用換擋的方法來減小速度,為什么?
(汽車上坡的時(shí)候,司機(jī)常用換擋的方法來減小速度,來得到較大的牽引力。)
⑵汽車上坡時(shí),要保持速度不變,應(yīng)如何做?
(汽車上坡時(shí),要保持速度不變,就必須加大油門,增大輸出功率來得到較大的牽引力。)
?、瞧鹬貦C(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí),為什么發(fā)動機(jī)的輸出功率越大,起吊速度就越大?
(起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某一重物時(shí),由于牽引力與重物的重力相等,即牽引力保持不變,發(fā)動機(jī)輸出的功率越大,起吊的速度就越大。)
思考:汽車等交通工具,如何才能獲得更大的行駛速度?
教師:由P=W/t求出的是瞬時(shí)功率還是平均功率??
學(xué)生小組討論后得出:由公式P=W/t求出的功率,反映了該力在t時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢,故由公式P=W/t求出的功率是平均功率。?
教師:人力直接做功能否像汽車做功那樣快呢?汽車做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢?人如果做功過快,會產(chǎn)生什么后果呢?汽車超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生什么后果呢?
(人做功過快,會引起疲勞、甚至受傷、生病等,汽車超負(fù)荷工作會造成發(fā)動機(jī)熄火或燒毀。)
教師:奧運(yùn)長跑運(yùn)動員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢?為什么?
(奧運(yùn)比賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動局限的比賽,人與機(jī)器一樣,不能長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動,短跑運(yùn)動員在100m賽跑中,時(shí)間不過是十幾秒,能以最大的速度跑完全程,此時(shí)運(yùn)動員的輸出功率是正常時(shí)的數(shù)十倍。在5000m的長跑運(yùn)動中,運(yùn)動員不可能長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動,因此長跑運(yùn)動員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。)
說明:讓學(xué)生通過思考自己身邊所熟悉的問題,認(rèn)識額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。
教師:你對“額定功率和實(shí)際功率以及平均功率和瞬時(shí)功率”是怎樣理解的?
?、兕~定功率:指動力機(jī)械在長時(shí)間正常工作時(shí)最大輸出功率。也是機(jī)械發(fā)動機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值。
額定功率是動力機(jī)械重要的性能指標(biāo),一個(gè)動力機(jī)械的額定功率是一定的,機(jī)器不一定都在額定功率下工作。
?、趯?shí)際功率:機(jī)械在運(yùn)行過程中實(shí)際輸出的功率是實(shí)際功率。
實(shí)際功率可以小于額定功率,可以等于其額定功率(稱滿負(fù)荷運(yùn)行),但不能大于額定功率,否則容易將機(jī)械損壞。
機(jī)車啟動過程中,發(fā)動機(jī)的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。
③平均功率:物體在一段時(shí)間內(nèi)做功功率的平均值叫平均功率。通常用定義式P=W/t描述,只有當(dāng)物體勻速運(yùn)動時(shí),才等于瞬時(shí)功率。
?、芩矔r(shí)功率:物體在某一時(shí)刻的功率叫做瞬時(shí)功率。通常用P=Fv表示,必須注意F、v與P的同時(shí)性。
很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺機(jī)器的額定功率,請同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來,計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功?要消耗多少電能?哪一部機(jī)器最耗電?并與同學(xué)進(jìn)行交流。
教師:(課件展示)
⑴當(dāng)牽引力F一定時(shí),功率P和速度v之間有什么關(guān)系?
⑵當(dāng)速度v一定時(shí),牽引力F和功率P之間關(guān)系如何?
⑶當(dāng)輸出功率P一定時(shí),牽引力F和速度v之間有什么關(guān)系?
根據(jù)公式P =Fv可知,物體的運(yùn)動速度v與牽引力F成反比,如果汽車需要較大的牽引力,就必須減小運(yùn)動速度。課件展示下列關(guān)系:
F一定時(shí),P∝v (板書)
據(jù)P=Fv可得 v一定時(shí),P∝F (板書)
P一定時(shí),F(xiàn)∝ (板書)
3.推廣式:P=Fvcosα (α為力F與瞬時(shí)速度v方向間的夾角)
說明:
?、女?dāng)F為合外力時(shí),P為合外力做功的功率;當(dāng)F為某一外力時(shí),P為該力做功的功率;
⑵在汽車等交通工具一類問題中,式中P為發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率,F(xiàn)為發(fā)動機(jī)的牽引力,v為汽車的瞬時(shí)速度。
4.學(xué)生進(jìn)行測功率活動。
教師:如何才能知道在某種運(yùn)動中自己做功的功率呢?請同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測量方案,并進(jìn)行實(shí)際測量。
(激勵積極思考、設(shè)計(jì)可行方案,動腦動手,體驗(yàn)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)方法和感受實(shí)驗(yàn)成果的喜悅。)
預(yù)測學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案可能有:(讓學(xué)生結(jié)合自己的情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))
方案1:學(xué)生快速跑上樓,來測量做功的最大功率;
方案2:估算學(xué)生自己平時(shí)上樓或爬山過程的功率;
方案3:設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹桿上爬一定的高度,來測量做功功率;
方案4:利用跳繩運(yùn)動,來測量做功功率;
方案5:測算自己舉起杠鈴時(shí)的最大功率(需要同學(xué)的幫忙);
㈢、本課小結(jié) 先讓學(xué)生總結(jié),教師后補(bǔ)充,用實(shí)物投影的形式顯示本節(jié)課的內(nèi)容和方法。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了以下幾個(gè)問題:
1.功率是表示物體做功快慢的物理量
2.功率的單位有 W、KW、1KW=1000W
3.功率的求解公式有:P=W/t,P=Fv其中P=W/t和P=Fv可用來求解平均功率,而P=Fv也可用來求解瞬時(shí)功率。
?、琛⒉贾米鳂I(yè) (一)請同學(xué)們探究功率這一概念在日常生活中的應(yīng)用,例汽車以恒定功率起動的過程中各物理量的變化情況和達(dá)最大速度的條件等等。
(二)思考題:
1.質(zhì)量為m的物體自高處自由落下,時(shí)間t內(nèi)重力的平均功率為,t秒末重力的瞬時(shí)功率為。
2.設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)所受的阻力與其速度的平方成正比。如果飛機(jī)以速度v勻速飛行時(shí)其發(fā)動機(jī)的功率為P,則飛機(jī)以2v的速度勻速飛行時(shí)其發(fā)動機(jī)的功率為。
3.跳繩是一種健身運(yùn)動,設(shè)某運(yùn)動員的質(zhì)量是50kg,他1分鐘跳180次,假定在每次跳躍中,腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的,則該運(yùn)動員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少瓦?(g取10m/s2)
【板書設(shè)計(jì)】
ξ7.3功率
1.表示做功快慢的物理量
2.功跟完成這些功所用時(shí)間的比值,叫功率
3.公式: 求平均功率
P=Fv→v是平均速度,P是平均功率;v是瞬時(shí)速度,P是瞬時(shí)功率
4.公式P=Fv
?、貴一定時(shí),P∝v
②v一定時(shí),P∝F
③P一定時(shí),F(xiàn)∝
【設(shè)計(jì)說明】
1.本節(jié)講述功率的概念,功率公式的應(yīng)用。教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生確切地理解公式P=Fv的意義,教學(xué)過程要盡量地展開學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,要通過例題的教學(xué),使學(xué)生會應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算,對平均功率和瞬時(shí)功率有所理解。
2.功率這一概念日常生活中常用到,如各種家用電器、汽車、火車發(fā)動機(jī)等都有標(biāo)稱的額定功率,所以對額定功率和實(shí)際功率做了簡單介紹,以利于學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際。
3.關(guān)于發(fā)動機(jī)的額定功率與汽車的最大速率之間的關(guān)系,最好采用課后專題講座的形式進(jìn)行,以便通過分析汽車由開動到勻速行駛的物理過程,使學(xué)生養(yǎng)成分析物理過程的習(xí)慣,避免簡單地套用公式。
【設(shè)計(jì)點(diǎn)評】
1.這節(jié)課對 “功率”的概念的教學(xué)由淺入深,從功率的初步概念到公式的推導(dǎo)討論,再到公式應(yīng)用分析,教學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理,符合學(xué)生的認(rèn)知水平和知識水平。
2.打破了常規(guī)概念教學(xué)的死板,用類比法得出功率的概念和基本公式,又從學(xué)生的練習(xí)中推導(dǎo)出另一公式,再從例題練習(xí)中理解瞬時(shí)功率、平均功率的不同,使學(xué)生處于主動積極的思維狀態(tài),從教學(xué)設(shè)計(jì)到教學(xué)實(shí)踐都體現(xiàn)了 “學(xué)為主體、教為主導(dǎo)”的教育理念。
3.能理論聯(lián)系實(shí)際,把功率直接應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中解析一些現(xiàn)象和解決實(shí)際問題,能激發(fā)學(xué)生的濃厚的學(xué)習(xí)興趣和活躍課堂氣氛;并讓學(xué)生在課后探究汽車以恒定功率起動的過程,引導(dǎo)有學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生進(jìn)一步自主探究,符合新課程的要求
高一物理必修二功率教案二
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1.結(jié)合實(shí)例理解功率的意義,建立功率概念,得出計(jì)算公式
2.了解功率在實(shí)際中的應(yīng)用,能進(jìn)行簡單計(jì)算。
二、過程與方法
1.通過建立功率概念的過程,學(xué)習(xí)比較的方法。
2.通過實(shí)踐活動,滲透STS的觀念。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
2.通過學(xué)習(xí)活動,使學(xué)生樂于探索日常生活現(xiàn)象中的物理學(xué)道理。
教學(xué)重點(diǎn):建立功率的概念,滲透建立概念的方法。
教學(xué)難點(diǎn):理解功率的概念。
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