高中物理 12《功和能》示范教案 鲁科版必修2.docx

高中物理 12《功和能》示范教案 鲁科版必修2.docx

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高中物理12《功和能》示范教案鲁科版必修2

2019-2020年高中物理1-2《功和能》示范教案鲁科版必修2

一、教学目标：

（一）知识目标

1、知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量；

2、知道物体能够对外做功是因为物体具有能量；

3、理解功是能量转化的量度；

4、理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒。

（二）能力目标

1、能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量的问题；

2、知道功和能之间的区别和联系。

（三）德育目标

通过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角度去探索自然规律。

二、教学重点

1、理解功和能的关系；

2、知道能量的转化用做功来量度。

三、教学难点

在具体的问题中如何得到能量的转化情况，并用做功来定量地反映这种转化。

四、教学方法

实验法、举例法

五、教学用具投影仪、CAI课件

六、课时安排1课时

七、教学步骤

（一）导入新课

初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：

能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变。

（二）新课教学

１、能的概念

（1）、用多媒体展示下列物理情景，把四幅图对比在同一幅画面上。

①流动的河水冲走小石块；

②飞行的子弹穿过木板；

③自由下落的重物在地上砸了一个坑；

④压缩的弹簧把物体弹出去。

（2）、分析概括图片中流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功。

（3）、总结：

一个物体能够对外做功，则这个物体具有能。

（板书）

（4）、同学们结合生活，举些物体具有能量的例子。

张紧的弓能够做功，所以它具有能；

电动机通电后能够做功，它具有能。

打夯机能做功，它具有能；

流动的空气能做功，它具有能。

（5）、结合学生所举例子总结：

物质的不同运动形式对应着不同的能。

例如：

有形变的弹簧具有弹性势能，流动的空气具有动能等。

（6）、①演示：

把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动。

②分析：

拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能。

松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能。

③总结：

各种不同形式的能量可以相互转化，而且转化过程中守恒。

（7）、用多媒体展示几种现象，学生分析能量的转化情况。

①水冲击水轮发电机发电。

机械能—电能；

②太阳出来，照耀森林。

太阳能—生物能。

③傍晚，电灯亮了。

电能—光能（内能）

过渡引言：

上边我们分析了几个能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功，那么，功和能之间到底有什么关系呢？

２、功和能的关系

（1）、用多媒体展示下边几个过程

①人拉重物在光滑水平面上由静止而运动；

②在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动；

③火车在铁路上前进。

（2）、师生共同分析

①中人对重物做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能。

②在水力发电厂中，水流对水轮机的冲击，带动水轮机转动，从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能。

③火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能。

在上述过程中，发生了能量转化，且都伴随着做功过程并板书。

八、巩固训练

关于功和能，下列说法正确的是：

A、功就是能，功可以转化为能；

B、做功越大，物体的能越多；

C、能量转化中，做的功越多，能量转化越多；

D、功是物体能量的量度。

九、小结

通过本节课的学习，我们知道了做功的过程就是能量转化的过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化，在以后的学习中，要注意运用功和能的观点，能的转化和守恒定律来分析和解决问题。

十、布置作业

十一、板书设计

　功和能

1、能量是表示物体具有做功的本领的大小的物理量；

2、一个物体能够做功我们就说这个物体具有能。

3、功和能的联系：

①功和能都是标量；

②功和能的国际单位都是焦；

③功是能量转化的量度。

4、功的过程量，能是状态量。

功的大小等于转化的能量，但功不是能。

2019-2020年高中物理1-3《功率》教案鲁科版必修2

【内容与地位】

本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中第一个二级主题“机械能和能源”中所涉及到的内容。

内容标准中这节有关的条目是：

“理解功和功率，关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。

”

功率的概念来源于生产和生活，功率的知识是机械功概念的进一步延伸，在生产和生活实际中应用的例子很多很广，而且功率与力、功率与速度的关系又是联系实际生活和科学实践的纽带，教学中可充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。

发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。

本节的教学重点是使学生确切地理解功率的概念，会进行功率的计算；会利用功率与力、功率与速度的关系P=F·v分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。

例题的教学不仅可以使学生学会应用基本公式进行计算，而且可以增进学生对平均功率和瞬时功率的理解；机动车起动问题的分析过程有利于学生养成分析物理过程的习惯，培养学生的逻辑思维能力，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力，避免简单地套用公式；在建立“功率”概念中，让学生通过学习物理研究方法，体会用比值方法来建立新的物理概念，使学生学会思考问题；通过充分利用书中的插图以及联系生活中实例的教学，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，可以让学生感受生活中物理无处不在，无时不在影响我们的生活，从而激发学生学习物理的兴趣；通过学生设计测量人的做功功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题能力。

【教学目标】

知识和技能

1．知道功率的物理意义、定义式、单位。

2．理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

3．理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。

过程和方法

1．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。

2．学会求解各种不同的功率。

3．运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。

情感态度与价值观

1．使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。

2．提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

3．培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。

【教学重点】

1．理解功率的概念。

2．知道功率的种类及其计算。

【教学难点】

1．功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。

2．瞬时功率和平均功率的计算。

【教学时数】1课时

【教学器材】

投影仪、投影片、录象资料、CAI课件等

【教学过程】

新课导入

教师：

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，在完成功的快慢方面有何不同？

请举例说明。

（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。

）

预测学生所举事例可能有：

1、人上高楼（如8层楼）时，乘电梯比走路要快得多；

2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多；

3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；

4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多；

5、……

（列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值，激起学生的求知欲。

）

功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。

然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。

（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。

有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。

）

教师：

在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t的货物从地面运到三楼，

方式一：

搬运工分批搬运，需时间3h

方式二：

用一台起重机提升，需时1min

方式三：

用另一台起重机提升，需时30s

上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题：

1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同？

2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？

结论：

对重物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功快慢不同。

说明：

通过引导学生分析有关事例，形成初步共识：

人们选用机械来做功时，不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。

如挖掘机做功比人快；大卡车比拖拉机做功快；拖拉机耕地比牛耕地要快；起重吊车比搬运工人做功快；抽水机比辘轳提水快，等等。

研究做功的快慢有着重要的实际意义。

通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。

教师：

不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？

请同学们思考并提出解决方案。

（引导学生思考：

如何比较物体做功快慢？

讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。

）

预测学生可能有以下认识：

1、选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；

2、选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢；

3、类比“速度”的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”；

4、……

说明：

对学生提出的各种方案可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。

教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。

新课推进

一、功率的含义

1．定义：

功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。

（板书）

2．定义式：

P=W/t（板书）

3．物理意义：

表示物体做功快慢的物理量。

（板书）

4．单位：

（板书）教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。

国际单位：

瓦特（w），常用单位：

千瓦（kw）或焦耳/秒（J/s）（板书）

W→功→单位：

焦耳（J）

ｔ→做功所用时间→单位：

秒（s）

换算关系：

１kw=1000w１w=１J/s（板书）

说明：

用已知物理量的比值定义新的物理量，是建立物理概念常用的方法。

使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。

5.功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。

（板书）

6.讨论与交流：

小实验：

把一段粉笔放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使粉笔开始下滑。

请同学仔细分析一下，在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作用？

哪些力做正功？

哪些力做负功？

哪些力不做功？

如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？

倾角增大时，功率是否也增大？

提示：

（1）比较不同倾角时的功率，应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。

讨论功率时须指明哪个力的功率。

（2）实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。

注意引导学生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行推演，使思维更加严密。

7.一些常见机械做功功率

（1）汽车发动机5×104W～15×104W 

（2）摩托车约2×103W 

（3）喷气客机约2×108W （4）人心脏跳动的功率1.5W左右

（5）火箭的发动机约1×1013W （6）万吨巨轮106W以上

（7）蓝鲸游动的功率可达350kW（8）人的平均功率约1×102W

（9）优秀运动员短时间内的功率可达1000W 

二、功率P与力F、速度v的关系（板书）

1.功率与力、速度的关系推导（板书）

教师：

一部汽车载重时和空车时，在