人教版 (新课标)必修23.功率教案

这是一份人教版 (新课标)必修23.功率教案，共8页。教案主要包含了教学目标，教学内容剖析，平均功率和瞬时功率等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
知识与技能：
1．理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。
2．，的运用。
过程与方法：
1．通常指平均功率，为瞬时功率。
2．，分析汽车的启动，注意知识的迁移。
情感态度与价值观：
感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。
二、教学内容剖析
本节课的地位和作用：
本节在功基础上讨论功率，是下一节及以后几节的铺垫。
本节课教学重点：
理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
本节课教学难点：
正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
教学思路与方法
本节讲述功率的概念、功率公式的应用．功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量．要使学生确切地理解公式p＝Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解．
瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点．学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了．如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础．
关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式．
教学准备
多媒体课件、计算机、投影仪
课堂教学设计
视野拓展
跳高运动员为什么要助跑
在体育比赛中，跳远的运动员选择较长的助跑距离，而跳高 运动员的助跑距离则要短得多。如果选择较长的助跑距离，是否 就跳不高呢？
跳高运动员能腾起越过横杆，靠的是助跑的惯性力和起跳蹬 地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的，而支撑反 作用力是垂直（或近似垂直）向上的，所以起跳后的身体重心沿 着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度，取决于起跳时 腾起初速度和腾起角的大小，也就是说，腾起初速度和腾起角是 增加跳高高度的关键。一般说来，应该尽可能增大这两项数值。 最大腾起角为90度。然而，由于跳高不是单纯的垂直向上运动， 越过横杆还必须有一个向前的力量；再则，还须充分利用水平速 度来增大腾起初速度，因此，腾起角应小于90度。至于腾起初速度 ，则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。腾起初速度越大， 跳得就越高。当腾起角一定时，腾起初速度是起决定作用的。
教学环节
教学内容
师生互动
设计意图
备注
引入
功率的认识
师：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?
生：功的定义式是W＝FLcsa．
师：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?现在我们来看这样一个例子．
(多媒体分别演示两幅画面，并进行对比)
画面一：一台起重机在1 min内把l t重的货物匀速提到预定的高度．
画面二：另一台起重机在30 s内把1 t货物匀速提到相同的高度．
师：这两台起重机做的功是不是一样呢?
生：两台起重机对物体做功的大小相同。
师：那么这两台起重机做功有没有区别呢?区别是什么?
生：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。
师：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。
从所学知识入手，通过问题激发学生的好奇心和探索欲望。
功率
一、功率
1、定义：功w跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。
2、公式：Ｐ＝Ｗ／t
３、单位：瓦特(W) 千瓦（KW）1W＝１J／s
4、物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量
师：还是刚才这两台起重机，它们对物体做功的不同之处在哪里，请大家指出来。
生(同时回答)：它们做功的快慢不同。
师：怎样比较它们做功的快慢呢?
生：它们完成这些功所用的时间不同，第一台起重机做功所用时间长，我们说它做功慢；第二台起重机做同样的功，所用的时间短，我们说它做功快。
师：这样研究的前提条件是什么?
生：它们做的功相同，在做功大小相同的条件下比较所用的时间，时间越短，做功越快．
师：还有没有其他的比较方法?
生：如果时间相同，可以比较做功的多少。在相同的时间内做功越多，做功越快。
师：做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间；另一是比较在相同的时间内完成的功。如果时间不同，力对物体做的功也不同，那么怎样比较力做功的快慢?
生：我们可以用力对物体做的功和物体所用时间的比值来表示．
师：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么?
生：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。
师：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，做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W＝pt。根据公式，功率的单位是什么?
生1：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。
生2：我记得初中所学的功的单位是瓦特，符号是W．
师：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1 kW＝1 000W。另外还有一个应该淘汰的常用单位马力，1马力＝735 W。
1、锻炼学生的动手能力。
2、学习自己探讨问题的能力。
剖析重点、难点
二、额定功率和实际功率
（1）额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率，通常在发动机铭牌及说明书中标明。
（2）实际功率是发动机工作时实际的输出功率。
一般：实际功率≤额定功率
三、平均功率和瞬时功率
1、P=W/t 用于求平均功率
一个物体放在水平面上，在力F的作用下以速度V匀速前进位移L，力F的功率是多大？
2、P=FVCsα
若V是平均速度则P是平均功率
若V是瞬时速度则P是瞬时功率
师：功率的这种定义方法叫做什么定义方法?
生：比值定义法．
师：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?
生l：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．
生2：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．
师：某一个物理量与时间的比值叫做这个物理量的变化率，速度是位移的变化率，加速度是速度的变化率，功率应该叫做功的变化率．你还能不能举出这样的例子?
生：一天内温度在不同时段变化的快慢是不一样的，我们就可以用温度的变化率来表示温度变化的快慢．
师：刚才这位同学举的例子很好，希望同学们仔细观察，找出更多的这种表示的例子．
师：公式p＝w/t是平均功率还是瞬时功率?
生1：p＝w/t指平均功率．
生2：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．
师(微笑鼓励)：这位同学补充得非常好．我们在什么地方也学过这种方法?
生：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．
师：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．
师：下面大家阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的?
生：实际功率：指机器工作中实际输出的功率．额定功率：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．
师：额定功率和实际功率的关系是什么?
生：机器不一定都在额定功率下工作．实际功率总是小于或等于额定功率．实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏．
师：那么在机车启动和运行过程中，发动机的功率是指的牵引力的功率还是合外力的功率?
生：应该是指的牵引力的功率，因为发动机是提供牵引力的．
师：在功的公式中功与力和位移有关，功率的定义式中功率与功和时间有关，那么功率和速度又有什么关系呢?大家通过几个相关的公式来推导一下．
培养学生观察问题分析问题的习惯，培养学生的探究意识和进一步学习的欲望。
教师穷追不舍，设置疑问，进一步激发学生的探究意识和学习的欲望。
机车的启动方式
机车的启动方式：
根据公式P=Fv：
①当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。
当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。
汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。
起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大。
(学生思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式)
生：根据功的计算式w＝FLcsα和功率的计算公式P＝w/t，可以得到P＝FLcsα/t，而L／t=v，所以P＝Fvcsα。
师：α指的是什么?什么时候α＝0?
生：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．
师：我们把这个公式简化一下，当α＝0时P＝Fv，那么这个公式是表示的平均速度还是瞬时速度呢?生：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。
问题：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。
[讨论与交流]
有同学认为：根据p＝Fv。，机械的功率p一定，F与v成反比，那么，当v趋于零时，F将趋于无穷大；当F趋于零时，v趋于无穷大．因此，哪怕功率较小的机械，也可能获得很大的牵引力或很大的运动速度．你对此有何看法?同学们展开讨论，发表各自的观点．
培养自主学习能力，独立地分析问题、解决问题的能力
例题
例1：质量为m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，
1）在t=2s的时间内重力的功率为多少？
2）在2s末重力做功的功率等于多少？
3）在4s末重力做功的功率又为多少？
例2：汽车额定功率为60KW，质量为5t，在水平路面上运动，阻力为车重的0.1倍，(g=10m/s2)试问：
1.汽车在额定功率下匀速行驶的速度？
2.汽车以额定功率启动
1)能达到的最大速度是多少？
2)汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
3.汽车从静止开始，以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一运动能维持多长时间？
注意事项：
1、功率是标量，是描述做功快慢的物理量
2、P=W/t=FV均csα常用来计算平均功率；P=FV即csα计算即时功率。
3、机器的额定功率输出功率（就是它正常工作时的最大铭牌上标定），输出的功率不大于额定功率。
练习：假设轮船行驶时受到的阻力跟船速成正比。如果某轮船航速比原来增加一倍后发动机输出功率并不超过它的额定功率。问航速增加一倍后，发动机的功率将增加到原来的多少倍？
总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
小结
小结：
1、功率P=，瞬时功率P=Fv
2、平均功率和瞬时功率、额定功率和实际功率等的理解。
3、在阻力不变的条件下，汽车的两种启动。
作业
作业：
1、观察你家里的洗衣机、吹风机、等电器的铭牌，功率有没有什么关系？是不是越大的电器功率越大？
2、做课后题1、2、3、4。
观察有助于学习兴趣的提高，做题有助于基础知识的巩固，符合新课标的要求。