高中物理功和功率教案.docx

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高中物理功和功率教案

高中物理功和功率教案

　　高中物理功和功率教案1

　　一、教学目标1.在学习机械能守恒定律的基础上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。

　　2.对功和能及其关系的理解和认识是*教学的重点内容，本节教学是*教学内容的总结。

通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。

　　高一物理功和能3.通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。

　　二、重点、难点分析1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。

在此基础上，深入理解和认识功和能的关系。

　　2.本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。

功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识，从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化，用什么力做功去量度”。

　　3.对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、*教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。

通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。

　　三、教具投影仪、投影片等。

四、主要教学过程

（一）高一物理功和能的引入新课结合复习机械能守恒定律引入新课。

　　提出问题：

　　1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么评价学生回答后，教师进一步提问引导学生思考。

　　2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能如何变化物体机械能的变化和哪些力做功有关呢物体机械能变化的规律是什么呢教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生回答。

在此基础上教师明确指出：

　　机械能守恒是有条件的。

大量现象表明，许多物体的机械能是不守恒的。

例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。

　　分析上述物体机械能不守恒的原因：

从车站开出的车辆机械能增加，是由于牵引力（重力、弹力以外的力）对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少，是由于阻力对子弹做负功。

　　重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系，是本节要研究的中心问题。

　　高中物理功和功率教案2

　　1.物体机械能的变化问题：

质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面从高度h1上升到高度h2处，其速度由v1增大到v2，如图所示，分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。

引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。

归纳学生分析，明确：

　　选取斜面底端所在平面为参考平面。

根据动能定理∑W=ΔEk，有由几何关系，有sinθL=h2-h1即FL-fL=E2-E1=ΔE引导学生理解上式的物理意义。

在学生回答的基础上教师明确指出：

（1）有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功，是使物体机械能发生变化的原因;

（2）重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和，等于物体机械能的变化量。

这是物体机械能变化所遵循的基本规律。

　　2.对物体机械能变化规律的进一步认识

（1）物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=ΔE其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和，E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能，ΔE表示物体机械能变化量。

（2）对W外=E2-E1进一步分析可知：

　　（i）当W外0时，E2E1，物体机械能增加;当W外0时，E2（ii）若W外=0，则E2=E1，即物体机械能守恒。

由此可以看出，W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。

　　（3）重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程，其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。

　　例1.质量4.0×103kg的汽车开上一山坡。

汽车沿山坡每前进100m，其高度升高2m。

上坡时汽车速度为5m/s，沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。

已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍，试求：

（1）此过程中汽车所受牵引力做功多少

（2）汽车所受平均牵引力多大取g=10m/s2。

本题要求用物体机械能变化规律求解。

　　引导学生思考与分析：

（1）如何依据W外=E2-E1求解本题应用该规律求解问题时应注意哪些问题

（2）用W外=E2-E1求解本题，与应用动能定理∑W=Ek2-Ek1有什么区别归纳学生分析的结果，教师明确给出例题求解的主要过程：

　　取汽车开始时所在位置为参考平面，应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时，要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功，以及此过程中物体机械能的变化。

这既是应用此规律解题的基本要求，也是与应用动能定理解题的重要区别。

　　例2.将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。

物体向上运动经过某一位置P时，它的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J。

已知物体在运动中所受空气阻力大小不变，求小物体返回地面时动能多大引导学生分析思考：

（1）运动过程中（包括上升和下落），什么力对小物体做功做正功还是做负功能否知道这些力对物体所做功的比例关系

（2）小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何每一种形式能量的变化，应该用什么力所做的功量度归纳学生分析的结果，教师明确指出：

（1）运动过程中重力和阻力对小物体做功。

（2）小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。

　　（3）由于重力和阻力大小不变，在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。

　　（4）根据物体的机械能E=Ek+Ep，可以知道经过P点时，物体动能变化量大小ΔEk=80J，机械能变化量大小ΔE=20J。

　　例题求解主要过程：

　　上升到最高点时，物体机械能损失量为由于物体所受阻力大小不变，下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同，因此下落返回地面时，物体的动能大小为E′k=Ek0-2ΔE′=50J本例题小结：

　　通过本例题分析，应该对功和能量变化有更具体的认识，同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。

　　思考题（留给学生课后练习）：

（1）运动中物体所受阻力是其重力的几分之几

（2）物体经过P点后还能上升多高是前一段高度的几分之几五、高一物理功和能课堂小结本小结既是本节课的第3项内容，也是*的小结。

　　3.功和能

（1）功和能是不同的物理量。

能是表征物理运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。

（2）力对物体做功使物体能量发生变化，不能理解为功变成能，而是通过力做功的过程，使物体之间发生能量的传递与转化。

　　（3）力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的。

自然界中，物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。

　　六、高一物理功和能说明本节内容的处理应根据学生具体情况而定，学生基础较好，可介绍较多内容;学生基础较差，不一定要求应用物体机械能变化规律解题，只需对功和能关系有初步了解即可。

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　　高中物理功和功率教案3

　　一、教学目标

（一）知识与技能

　　1.知道功率。

能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式及其单位。

　　2.能结合生活中的实例说明功率的含义。

　　3.能应用功率的定义式进行简单的计算，并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。

（二）过程与方法

　　1.经历探究人体的输出功率的过程，进一步熟悉科学探究的基本步骤。

　　2.通过资料认识常见运动物体的功率大小，了解功率在实际应用的重要价值。

　　（三）情感态度与价值观

　　1.通过测量活动的组织安排，培养学生的合作意识和协作能力。

　　2.进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

　　二、教学重难点

　　本节在学习机械功之后，从做功快慢的角度认识功这个物理量。

功率在实际生活中具有重要意义，也是后续学习电功率等知识的基础。

　　教科书通过对生活、生产实例的分析，采用比值定义的方法引入功率的概念。

要求学生明确功率的物理意义，能进行简单的计算，并能利用功率的概念测量生活中功率的大小。

对功率概念的认识是本节教学的重点。

功率与功的关系和物体运动速度与距离的关系相似，学生在学习速度概念的基础上容易进行知识的正迁移，所以，可以结合实例采用类比的方法引入功率的概念。

这样既有利于学生认识与记忆，也可以渗透科学方法教育。

　　教学重点：

功率的概念和利用公式的计算。

　　教学难点：

对功率意义的理解。

　　三、教学策略

　　与速度、密度和压强的定义方法相同，功率也是采用比值法定义的物理量。

教学中通过人上楼的实例创设情景，让学生思考做相同的功，用时不同，引出做功快慢的问题，为功率概念的提出做铺垫。

类比速度是表征物体运动快慢的物理量，做功的快慢取决于相同时间内做功的多少，因此新概念的引入需要用功与做功所用时间的比来完成，它的大小为单位时间，内所做的功。

　　四、教学资源准备

　　多媒体课件、磅秤、秒表、刻度尺等。

　　五、教学过程

　　教学环节

　　教师活动

　　学生活动

　　设计意图

　　导入新课（5分钟）

　　问题：

小明的教室在五楼，通常上楼需要1．5min，一次他跑步上楼只用了40s，请问：

（1）小明在两种情况下，做的功是否相同？

（2）你认为这两种上楼做功方法，从物理的角度思考有什么不同？

　　人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成的快慢方面有何不同？

请举例说明。

　　为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量──功率。

　　学生思考并回答。

　　学生所举事例可能有：

　　人上高楼（如16层楼）时，乘电梯比走路要快得多；拖拉机耕地比牛耕地要快得多；挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多。

　　从生活中的实际问题引入新课，增强了生活与物理的联系。

　　能充分调动学生参与课堂教学的积极性。

　　新课教学（30分钟）

　　一、功率概念的引入

　　回忆以前我们是如何比较物体运动快慢的。

启发同学们思考如何比较做功的快慢。

　　用速度可以表示物体运动快慢来类比，讲述功率的定义：

　　功与做功所用时间的比值叫做功率，功率在数值上等于单位时间内做的功。

　　公式：

功率=功/时间

　　如果用W表示功，t表示时间，P表示功率，则可以把上式写成P=W/t（板书）

　　思考：

类比速度的单位，功率的单位应该是什么？

　　J/s有一个专门的名称叫瓦特，简称瓦，用字母w表示，是为了纪念英国的物理学家瓦特而用他的名字命名的。

　　1W=1J/s

　　在工程技术中，功率常用的单位还有：

千瓦（kW）、兆瓦（MW），它们与瓦之间的换算关系是什么？

　　换算关系：

1kW=103W1MW=106W

　　练习：

结合速度的定义、计算和单位，完成下列表格

　　物理量速度功率物理意义表示物体运动快慢定义单位时间内运动的路程计算公式单位m/skm/h

　　介绍一些常见物体的功率，记住人平时骑自行车的功率约为60～80W。

　　例题：

下列关于功率的说法中，正确的是（）

　　A．物体做功越多，功率越大

　　B．物体做功时间越短，功率越大

　　C．物体做功越快，功率越大

　　D．物体做功时间越长，功率越大

　　速度单位是距离单位与时间单位复合而成的，是m/s。

功率的单位应该是功的单位与时间单位复合而成的，应该是J/s。

　　学生积极思考，完成表格。

　　通过分析让学生明白，功和功率是两个不同的概念。

功率是单位时间内做的功，物体做的功多，但做功用的时间较长，功率不一定大，A错。

物体做功时间短，但做的功太小，功率也不一定大，B错。

物体做功越快，其含义是做相等的功用的时间短，或相等时间内做的功多，所以功率越大，C正确。

物体做功时间长，而做的功如果太少，功率反而越小。

　　运用类比，从科学方法角度对学生进行思维训练，使学生对类比法和比值定义法有更深刻的认识，为今后研究类似问题提供方法上的帮助。

　　让学生区别做功快慢与做功多少，明白功和功率是两个不同的概念。

　　二、功率的测量

　　上课铃响了，你和你的同伴都从一楼爬到了四楼，你们俩的功率谁的大？

如何测量你们爬楼的功率？

　　思考：

（1）需要测量哪些物理量，才能测出人的功率？

（在学校里，人爬楼的高度通常可以利用一阶台阶的高度×台阶数进行测量）。

（2）所需要的测量工具是什么？

　　（3）计算功率的表达式是怎样的？

　　（4）设计出记录表格

　　实验次数重力G/N台阶数n一级台阶高度h/m时间t/s功率P/W12

　　与同学合作，测量在不同情况下人的功率。

　　想一想：

还有哪些简便的方法可以测出人的功率？

（如跳绳、俯卧撑等）。

　　指导学生推导计算功率的另一公式：

　　由和可得

　　指出对解决车、船的速度、功率、牵引力的问题较为方便。

　　计算时注意“F”的单位是N，“v”的单位是m/s，此时“P”的单位才是W。

　　公式说明，当发动机的功率一定时，牵引力与运动速度成反比。

当需要较大的牵引力时，要减小其行进的速度。

汽车爬坡时，司机采取的换挡减速的办法，以获得较大的牵引力。

　　例题：

一辆小轿车以10m/s的速度匀速通过一隧道，若该小轿车发动机的牵引力为6000N，求：

（1）小轿车发动机的功率为多少？

（2）5秒内发动机所做的功为多少？

　　练习：

一辆功率为45kW的汽车，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km，求汽车受到的阻力

　　学生思考、讨论，明确需要测量人的重力或质量G、一级台阶的高度h、跳过的台阶数n、所用的时间t。

需要的测量工具是磅秤、秒表、刻度尺。

计算功率的表达式是

　　。

　　根据自己的设计进行实验，并将数据记录于表格中。

　　学生听讲并练习。

　　通过估测人体登楼的功率的活动，让学生在学习物理知识的同时激发学习的兴趣和求知欲，在解决问题的探究过程中获得成功的喜悦。

　　会用公式解决简单的问题。

　　课堂小结（5分钟）

　　通过今天的学习，同学们有哪些收获？

在实验探究中又存在哪些问题？

还有什么想探究的问题？

　　学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。

　　促进知识的巩固掌握。

提升学生的交流表达能力。