2019-2020年高一物理 第五章 B 功率教案 滬科版一、 教學(xué)任務(wù)分析：功率這節(jié)課是高中階段關(guān)于功的內(nèi)容的延伸，功率基本內(nèi)容初中已學(xué)過，在高中重點(diǎn)對(duì)于功率的物理意義進(jìn)一步深化。學(xué)習(xí)中可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況適當(dāng)作些擴(kuò)充加深教材要求區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率，機(jī)械的額定功率和實(shí)際功率。學(xué)好本節(jié)課為今后學(xué)習(xí)用電器功率、電源的功率等內(nèi)容打下基礎(chǔ)。并且有較為深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。學(xué)習(xí)功率的內(nèi)容需要以功知識(shí)為基礎(chǔ)，明確計(jì)算功的大小的公式。通過建筑工地上運(yùn)送磚的兩種不同的方法短片的播放，同樣作功的情況下兩個(gè)工人區(qū)別是因?yàn)樽鞴炻煌?。引出功率的概念。讓學(xué)生計(jì)算一下兩個(gè)工人作功快慢的具體差異。從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象入手，使學(xué)生可以歸納功率的基本概念理解功率的物理意義。通過引導(dǎo)學(xué)生分析功率的計(jì)算中的，使學(xué)生知道如何計(jì)算功率，認(rèn)識(shí)平均功率和瞬時(shí)功率等物理量的區(qū)別和聯(lián)系，在引入機(jī)械的功率的過程中，使學(xué)生體驗(yàn)學(xué)以至用，在分析各種機(jī)器的功率在運(yùn)動(dòng)情況的過程中感受“歸納推理”，在研究汽車在啟動(dòng)后的速度變化過程中感受機(jī)械功率是如何變化？“實(shí)驗(yàn)探究”的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析、比較判斷、推理歸納等能力。二、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能（1） 知道功率是描述做功快慢的物理量。（2） 理解功率的公式P = 、P = F 和P = F v的物理意義和相互間的關(guān)系。 (3 ) 理解額定功率和實(shí)際功率。2過程與方法（1）通過研究作功的快慢、引出功率的過程，感受“從簡(jiǎn)單入手、逐步深入”的科學(xué)研究方法。（2）通過對(duì)功率計(jì)算公式在實(shí)際事例中應(yīng)用的討論，感受“觀察分析、比較判斷、推理歸納”的科學(xué)探究方法。3情感、態(tài)度價(jià)值觀（1）通過觀察生活事例，了解實(shí)際應(yīng)用，歸納物理概念，激發(fā)樂于科學(xué)探究的情感。（2）通過探究功率的物理意義和計(jì)算規(guī)律，體驗(yàn)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：功率的概念和功率的物理意義。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)化快慢的物理量并且能夠計(jì)算。難點(diǎn)：瞬時(shí)功率的概念。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(shí)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)四、教學(xué)資源1物理實(shí)驗(yàn)（1）演示： 研究功率的定義短片， 機(jī)械銘牌展示，探究機(jī)械的功率。（2）學(xué)生小實(shí)驗(yàn)：把木塊快速舉高和慢慢舉起。感受作功快慢。2.信息交流：交互課件：功率大小不同的flash課件，電影短片。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)包括功率的概念及物理意義、功率的計(jì)算、平均功率和瞬時(shí)功率、額定功率和實(shí)際功率以及關(guān)于機(jī)器功率在實(shí)際生活中的應(yīng)用等內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的基本思路是：從生活現(xiàn)象觀察和學(xué)生實(shí)驗(yàn)入手，在引導(dǎo)學(xué)生歸納概括功率的概念和物理意義，由功的計(jì)算得出如何求解功率的一般公式，以課本中的實(shí)例為研究對(duì)象，通過分析討論，得出平均功率、瞬時(shí)功率特點(diǎn)和物理意義，再應(yīng)用簡(jiǎn)單學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出機(jī)械功率的額定功率實(shí)際功率。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。解決方法是：通過引導(dǎo)學(xué)生觀察作功的快慢來得出功率的概念，理解功率的物理意義，應(yīng)用計(jì)算功的知識(shí)進(jìn)行分析討論。推得功率的計(jì)算公式。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：（1）瞬時(shí)功率的概念學(xué)生較難理解。（2）關(guān)于額定功率和實(shí)際功率的認(rèn)識(shí)也比較困難。方法是：（1）以實(shí)際的實(shí)例來定量化，通過學(xué)生自行對(duì)實(shí)例的解決判斷，就可明確功率是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量，運(yùn)用速度的概念來類比功率，把平均速度與瞬時(shí)速度來類比出平均功率、瞬時(shí)功率。（2）以人身體本身作為一精密機(jī)械來討論機(jī)械的額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別和聯(lián)系。比較分析機(jī)械的功率。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)問題討論、推理判斷、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策略的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生主動(dòng)參與，培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、類比歸納的能力，使之感受“實(shí)驗(yàn)探究”“類比”、“歸納推理”等科學(xué)方法；感悟功率的學(xué)習(xí)價(jià)值和意義的，提高探究學(xué)習(xí)的興趣。本節(jié)課的教學(xué)要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、相互合作，在概念形成過程中，讓學(xué)生感受到分析、比較、歸納、類比、推廣實(shí)踐等科學(xué)方法的應(yīng)用。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需1課時(shí)。六、教學(xué)流程1教學(xué)流程圖機(jī)械功率活動(dòng)IV開車學(xué)問應(yīng)用功率實(shí)際問題活動(dòng)V總結(jié)活動(dòng)I定性判斷功率功率定義物理意義活動(dòng)II定量判斷功率大小功率計(jì)算情景觀察活動(dòng)III功率求解平均功率瞬時(shí)功率問題機(jī)械功率2流程圖說明情景 影片播放觀察實(shí)踐播放建筑工地運(yùn)送磚塊的作功快慢，啟發(fā)學(xué)生理解功率概念。 學(xué)生活動(dòng)I 交流討論請(qǐng)學(xué)生通過交流、討論，用物理語言來描述影片中作功快慢，得出功率的概念。學(xué)生活動(dòng)II 定量分析討論課本中關(guān)于人和起重機(jī)作功快慢。在此基礎(chǔ)上進(jìn)而要求讓學(xué)生嘗試定量計(jì)算功率的數(shù)值。得出功率的計(jì)算公式。學(xué)生活動(dòng)III 計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率，計(jì)算功率的兩個(gè)公式的比較。分組交互任務(wù)完成后，利用黑板將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行提交，以便進(jìn)行全班交流。學(xué)生活動(dòng)IV 類比分清額定功率與實(shí)際功率結(jié)合開汽車的有關(guān)知識(shí)，了解發(fā)動(dòng)機(jī)的功率類比引入機(jī)械功率的應(yīng)用。學(xué)生活動(dòng)V 總結(jié)通過學(xué)生對(duì)本節(jié)課的梳理搭建出該課的知識(shí)脈絡(luò)，自主形成關(guān)于本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。3教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)象觀察與實(shí)踐體驗(yàn)，歸納得出功率的概念。第二環(huán)節(jié)，通過利用功的計(jì)算推論得出功率的計(jì)算公式，并且運(yùn)用公式計(jì)算功率。第三環(huán)節(jié)，通過對(duì)于功率物理意義的深入掌握，深化對(duì)平均功率瞬時(shí)功率的理解。第四環(huán)節(jié)，對(duì)于機(jī)械功率的運(yùn)用明確額定功率和實(shí)際功率。七、教案示例（一）引入1、學(xué)生活動(dòng)播放工地上工人搬運(yùn)磚的影片，請(qǐng)學(xué)生通過交流、討論，用物理語言來描述動(dòng)影片中工人作功的異同點(diǎn)。2、導(dǎo)入新課在學(xué)生講解辨析的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生能否用物理語言（物理量）來表述作功快慢。引出功率的定義。通過設(shè)問：怎么樣來求解功率的大小呢？比較以下情況中人和起重機(jī)做的功的快慢。一個(gè)人在1分鐘之內(nèi)將質(zhì)量為20kg的箱子提升到5m處。起重機(jī)在20s內(nèi)將質(zhì)量為1t 的貨物提高10m, 誰做功快 ? 快多少倍 ?請(qǐng)學(xué)生自己定量計(jì)算課本中的比較人和起重機(jī)的功率例題，再作進(jìn)一步思考。得出功率的公式。功率 (power)的定義：功 W 跟完成這些功所用時(shí)間 t 的比值，叫做功率。功率用 P = 在 SI 制中功率的 單位是 w （瓦特）。功率的國(guó)際單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(w)，由功率的定義易知： 1w =1J/s其它功率單位有千瓦(KW)，馬力(hp)等，其換算關(guān)系為：1kw1000w， 1hp735w（二）學(xué)生練習(xí)：功率的計(jì)算1、直接用功率的定義計(jì)算：例1：蘋果的質(zhì)量為100g在空中下落，過了1s時(shí)間，則蘋果重力的功率是多少？過了2s的時(shí)間，重力的功率又將是多少？設(shè)問：在1s時(shí)間內(nèi)的功率與2s時(shí)間里的重力功率是否相同？2、學(xué)生討論：通過對(duì)蘋果落地的重力功率的定量分析，得出重力作功的快慢會(huì)發(fā)生變化。（三）類比：引入平均功率和瞬時(shí)功率對(duì)于速度的分析過程中為了描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，引入了平均速度和瞬時(shí)速度分別表示一段時(shí)間的快慢和一個(gè)時(shí)刻的快慢，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用類比的方法，根據(jù)功率的物理意義，聯(lián)系速度中有關(guān)知識(shí)，通過交流、討論、教師講解，得出即使是同一個(gè)力對(duì)物體做功，在不同時(shí)間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的。要描述一段時(shí)間功率是該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。若為一個(gè)時(shí)刻的功率則為瞬時(shí)功率。設(shè)問：平均功率與瞬時(shí)功率如何去求解？ (1) 平均功率：有兩種方式求解。計(jì)算：用P 求得的功率只能反映t時(shí)間內(nèi)做功的快慢，只具有平均的意義。用P 與 W=Fs, 可得P=Fv（注意：這里的 F 應(yīng)是沿速度v方向上的作用力）當(dāng)為平均速度時(shí) 求出P 為平均功率。(2)瞬時(shí)功率：為了比較細(xì)致地表示出每時(shí)每刻的做功快慢，引入了瞬時(shí)功率的概念，即瞬時(shí)功率是表示某個(gè)瞬時(shí)做功快慢的物理量。計(jì)算：P=Fv中 是某時(shí)刻或者某位置的瞬時(shí)速度 則P求得該時(shí)刻該位置的瞬時(shí)速度。練習(xí)：一舉重運(yùn)動(dòng)員在抓舉過程中將m的杠鈴提起高度為 h, 所用的時(shí)間是 t 。這一過程中舉杠鈴的平均功率如何求? 根據(jù)你的觀察，運(yùn)動(dòng)員在什么時(shí)刻對(duì)杠鈴做功的瞬時(shí)功率最大 ? （四）探究機(jī)械功率 ：1、自主探究機(jī)械的銘牌功率觀察機(jī)械的銘牌并且辨認(rèn)功率。說明是什么功率。歸納得出：額定功率與實(shí)際功率（1）額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率，通常都在銘牌上標(biāo)明機(jī)器工作時(shí)，必須受額定功率的限制，這是基本的原則（2）發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的輸出功率（即實(shí)際功率）可以小于額定功率，但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率由學(xué)生總結(jié)：當(dāng)機(jī)械功率不變時(shí)機(jī)械的牽引力與位移有怎么樣的關(guān)系？ 在實(shí)際中，發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下運(yùn)行，運(yùn)用P=Fv ，當(dāng) P不變vFvF的道理， F與 v 成反比關(guān)系。例如汽車在平路上開行時(shí) , 可以有較大的速度； 在上坡時(shí)，因?yàn)樾枰^大的力，就要減小速度。2、用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來論證汽車行時(shí)中的功率問題討論：汽車的行駛中，如圖 是轎車中用于改變車速的排擋。手推桿到不同位置 , 可獲得不同的運(yùn)行速度，從 "15" 逐擋速度增大R是倒車擋。試問起步或上橋時(shí)變速桿應(yīng)分別推至哪一擋 ? 擴(kuò)展與應(yīng)用：一臺(tái)起重機(jī)以 Fl = 2.1 103N 的牽引力 , 將質(zhì)量 m = 200kg 的貨物從靜止起勻加速豎直向上提升 , 經(jīng)過一段時(shí)間, 速度達(dá)到2m/s。如果該起重機(jī)的額定輸出功率是 5103 W (g 取 10 m/s2) , 求： (1) 在此過程中起重機(jī)的平均功率。(2) 在此過程中起重機(jī)的最大瞬時(shí)功率。(3) 貨物勻速上升的速度是多大 ?分析：要求平均功率和瞬時(shí)功率 ，必須明確所指的是哪一段時(shí)間內(nèi) ( 或位移內(nèi) ) 的平均功率和哪一時(shí)刻( 或位置)的瞬時(shí)功率。本題第 (1) 問求的是貨物速度從 02m/s 這段時(shí)間內(nèi)的平均功率。由于貨物在提升過程中做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此 v = = 1m/s。第 (2) 問實(shí)際上是求速度達(dá)到 2m/s 時(shí)刻的瞬時(shí)功率。第 (3) 問要求貨物勻速上升的速度 , 就必須先求出此時(shí)的牽引力。根據(jù)物體平衡條件，這時(shí)的牽引力是F2 = mg = 200 10 N = 2 103N，從而可以求出提升貨物的速度。解答：（1）P = F1v = F1= 2.1101W = 2.1103W （2）Pt =F1v t = 2.l 103 2W = 4.2 103 W（3） 由于 P額 =F2 v， v= = m/s=2.5m/s（五）總結(jié)： 由學(xué)生自行把該節(jié)課的內(nèi)容歸納。主要是針對(duì)功率的定義，功率的計(jì)算，平均功率瞬時(shí)功率，機(jī)械的額定功率、實(shí)際功率等內(nèi)容，明確了這些后，幫助我們正確使用機(jī)械指導(dǎo)實(shí)際生活。（六）布置作業(yè)：（略）