2. 功率教学设计范文

必修二

4.2功率

教学设计

作

者：

刘福音

工作单位：四川省旺苍中学

四川省旺苍中学

石崧辰

4.2功率教学设计

一、课前部分

【设计思想】:

1.教材分析：

功率是反映力做功快慢的物理量。功率的概念广泛应用与人们的日常生活和科技之中。学生在初中已经学过功率的概念，引入这一概念并不困难。教科书在本节中首先通过两台起重机做功相同，时间不同，引出功率的概念和定义式，并通过对动力机械的分析，讨论了额定功率和实际功率，最后，根据对物体做功的公式和运动学公式导出功率与速度的关系。

2.学情分析：

初中时学生已经学过功率的初步知识，前面一节学习了功的概念，为本节的教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步区分额定功率和实际功率，了解平均功率、瞬时功率。

3.设计思路：

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，通过类比的方法，比较速度是描述位移变化快慢的物理量，来对功率进行理解。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，采用公式分析加图像表述的形式进行，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。

【教学目标】: 知识与技能

1. 理解功率的的概念。

2. 知道功率的定义和定义式

，能够用公式

解答有关的问题。

3. 正确理解公式P=Fv的意义，区别什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。

4. 能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。

过程与方法

1.

通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

2.

从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

3.

理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

情感态度与价值观

1.

通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己的观点，坚持原则，善于合作的良好习惯。

2.

通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。

【学习重难点】: 1

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石崧辰

1. 功率的概念和计算公式。

2. P=Fv及其应用。

【学习方法】:类比学习、图像分析。

【课时安排】:2课时。

二、课堂部分——教学过程

【认知与探究】：

教学环节

教学内容

师生互动

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。

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……

设计意图

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。

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。

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。

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“速导入

复习：功的表达式：

有没有一种物理量可以描述做功的快慢呢？

教师：功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。不同起所通过具体的机器或物体做功重匀速被吊

用事例以及有快有慢，如何来衡机上升做功

物重

时类比法找量做功的快慢呢？编速度

间

出表示做请同学们思考并提号

功快慢的A 2×103N 4m/s 4s 3.2×104J 出解决方案。

通用表示，学生可能有以下认B

4×103N 3m/s 4s 4.8×104J 引入功率识：

44C

1.6×10N 2m/s 1s 3.2×10J 1.选择相同时间，的概念

比较三个起重机做工的快慢？

比较做功多少，做功比较A和B：它们做功时间相等，多的，做功就快；

WA＜WB ，B做功比A快。

2.选择做相同的下表是三台起重机在工作时的有关数据记录

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石崧辰

比较A和C：它们做功相等，

tA＜tB

，C做功比A快。

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”。

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？

教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？

教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？

教师：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。

（一）功率P的有关内容

1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率

功率是表示物体做功快慢的物理量的物理量，功率是标量，在国际单位制中功率的单位是瓦特。

2.功率的定义式：

3.物理意义：表示物体做功快慢的物理量。

4.单位：国际单位：瓦特(w)，常用单位：千瓦(kw)

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。

1．额定功率：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。

2．实际功率：指机器工作时实际（二）、额输出的功率。

定功率和动力机器不一定在额定功率下工实际功率

作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的。

1．表达式推导：

2．式中F是对物体做功的力，v是物体的运动速度，θ是F和速度v之间的夹角。

3

让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。

上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完

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3．在F和v同向时θ=0，表达式（三）、功为：P=Fv。

4.P=W/t是功率的定义式，它普遍率与速度：不管是恒力做功，还是变力做功，P=Fvcosθ

适用，不管是机械功还是电功等它都适用。但由它求得的一般是平均功率。公式P=Fvcosθ，式中θ为F与

v

的夹角。v为物体的对地速度。当v为平均速度时，求得的功率为平均功率，当v为瞬时速度时，求得的功率为瞬时功率。

么？

学生的回答可能有：

⑴载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大；

⑵载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小；

⑶载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些。

教师引导学生阅读课本56页做一做。

分析讨论：

由v=s/t求出的是物体在时间ｔ内的平均速度，代入公式P=Fv求出的功率是F在时间t内的平均功率；如果t取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由P＝Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。

整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案。

接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。(让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯)

（四)、力的平均功率和瞬时功率

1．平均功率

（1）描述力在一段时间内做功的快慢。

（2）计算公式： P=W/t

①

②

θ=0时，

P=Fv ③

注意：应用②③式计算时注意：力F必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。

（3）平均功率对应于一段时间或一个过程，并且同一物体在不同时间段内的平均功率一般不相同，因此说平均功率时一定要说明是哪一段时间内的平均功率。

2．瞬时功率

（1）力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。

（2）计算公式：

P=Fvcosθ

P=Fv (F与v同向时)式中v表示某一时刻的瞬时速度。

总结：

v是平均速度

，P是平均功率

(F为恒力，且F与

同向)。

v是瞬时速度，P是瞬时功率。

说明：如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。

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石崧辰

【板书设计】：

4.2 功率

一、功率

1．定义：功和完成这些功所用时间的比值。

2．定义式：P=w/t，变形式：P＝Fv。

3．国际单位和常用单位：W，kW。

二、额定功率和实际功率

1．额定功率：正常条件下可以长时间工作的功率。

2．实际功率：机车实际输出的功率。

三、功率与速度 P＝Fv 四、力的平均功率和瞬时功率

1．平均功率：描述力在一段时间内做功的快慢。

计算公式：

①

②

时，

2．瞬时功率：力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。

计算公式:

时，

五、对公式

的讨论

1．

一定时，

2. 一定时，

3.

一定时，

六、汽车等交通工具的动力学分析：

1．P固定时，由

，

定

，

且

摩

当a=0时，F=f摩

此时有

定

。

2．F固定时，由

，

定

，

5

四川省旺苍中学

石崧辰

且

定

摩

定

汽车做匀加速运动。当速度增大到v额时，P=P额。此后汽车做P定的变加速运动直到达到最大速度vm。

三、课后部分——教学后记

【教学反思】：

这节课对

“功率”的概念的教学由浅入深，从功率的初步概念到公式的推导讨论，再到公式应用分析，教学过程中注重开展学生的学习过程，用类比法得出功率的概念和基本公式，教学结构科学、合理，符合学生的认知水平和知识水平；理论联系实际，把功率直接应用到生产、生活中解析一些现象和解决实际问题，能激发学生的浓厚的学习兴趣和活跃课堂气氛；并让学生在课后探究汽车以恒定功率起动的过程，引导有学习兴趣的学生进一步自主探究，符合新课程的要求。使学生处于主动积极的思维状态，从教学设计到教学实践都体现了

“学为主体、教为主导”的教育理念。经过笔者课堂教学实践，本节课取得了很好的效果。

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