2023年高一物理：功教学设计_01.docx

2023年高一物理：功教学设计_01 功 率 （一）引入课题 首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义 然后提出力对物体做功的实际问题中，有做功快慢之分，物理学中又是如何来描述的？这节课我们就来研究这个问题 （二）教学过程 1、功率 初中同学们学习过功率的有关知识，都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量我们一起讨论一些问题 力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？ AW1W2，t1t2； BW1W2，t1t2； CW1W2，t1t2； DW1W2，t1t2 上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的让学生把这个意思说出来，然后总结并板书如下： 功率是描述做功快慢的物理量 功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率如果用W表示功，t表示完成这些功所用的时间，P表示功率，则： P=W/t 明确告诉学生上式即为功率的定义式，然后说明P的单位，W用J、t用s作单位，P的单位为J/s，称为瓦特，符号为W最后分析并说明功率是标量 接下来着重说明，功率的大小与单位时间内力所做的功为等值 至此，再将功的定义式与速度v的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)然后提出问题，与学生一起讨论功率的物理意义 上一节我们讲了功的概念、功的公式之后，经过分析和讨论，对功的物理意义已有所了解谁能复述一下？ 在学生说出做功过程是能量转化过程之后，立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量，并将这一认识进行板书 2、平均功率与瞬时功率 举例：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m，g取10m/s2)这1s内重力对物体做多少功？(与学生一起算出W150J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m)这1s内重力对物体做多少功？(W2150J)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？(P150W，P2150W)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P100W) 指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的因而，用PW/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢，只具有平均的意义板书如下： (1)平均功率： P=W/t (2)瞬时功率 为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢，引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量 提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导： 一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式： PW/t=W = F·s/ t， 而s/t=v 所以：P= F·v 当t值足够小时，v就表示某一时刻的瞬时速度，所以这时P就表示该时刻的瞬时功率 因此 PF·v 就是瞬时功率计算公式 讨论： 如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的 很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根PFv可知： 当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些； 当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小这就是爬坡时汽车换低速挡的道理 如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即F和v可以同时增大，但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额以后，这种情况不可能实现 应用公式PFv计算m1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率 由v110m/s按公式求得P1100J；由v220m/s按公式求得P2200J 根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义最后指出，此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化随着时间的延续，重力势能向动能转化加快 3、例题讲解 例 1、如图1所示，位于水平面上的物体A的质量m5kg，在F10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s36m时撤去拉力F求：在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大？(取g10m/s2) (1)设水平面光滑； (2)设物体与水平面间的动摩擦因数0.15 解答过程可分为三个阶段： 让学生计算力F在36m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其它因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为W360J 由同学计算这两次做功所用的时间用牛顿第二定律求出： 分别求出t16s，t212s 用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P160W，P230W 如果有的同学用公式vt2=2s分别求出每次的末速度，再用公式： 例 2、如图2所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做匀速直线运动已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，求： (1)拉力F对物体做功的功率是多大？ (2)物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？(sin37°0.6，cos37°0.8) 通过此例题的解答，让学生掌握功率的计算公式PFvcos，并提醒学生，不要认为F与v总是在同一直线上；并且知道，在功率已知的条件下，可以用WP·t计算一段时间内力所做的功第(1)问的结果为P160W；第(2)问的结果为W1600J 例 3、课本p139上的例题，注意区分几个概念 (三)课堂小结 1、我们讲了功率概念之后，得到了两个公式，定义式PW/t和瞬时功率的公式PF·v 2、公式PW/t中的t趋近于零时，P即为瞬时功率不过此公式主要用来计算平均功率公式PFv中，当v为瞬时速度时，P即为瞬时功率；当v用平均速度算平均功率当然要注意 所对应的时间段 时，也可计说明： 1、将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义如一台电动机的额定功率是10kW，表明它每秒钟可以将10kJ的电能转化为机械能，不管它是否工作因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小 2、力可以做负功，自然也有负功率学生不问到时可以不讲课本上也没讲重要的不是功率的正负问题，而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢例如，一物体沿粗糙水平面向前滑动，根据Pf·v可知其机械能向内能转化，转化的快慢与速度v成正比，这就表达清楚了，没有强调负功率的必要 高一物理：功教学设计_01 高一物理功教案 高一物理功教案 高一物理教学设计 高一物理教学设计 高一物理功教案5 高一物理：功和能教学设计_03优秀 高一物理重力教学设计 高一物理电阻定律教学设计 高一物理绪言教学设计