2. 功率教学设计及说课稿

功率

第二课时教学设计

眉山市彭山区第一中学

刘德勤

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人和起重机做功相同，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. 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

1．此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P=Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力。

2．当P一定时，F∝1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要。

3．当速度v保持一定时，P∝F，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门(控制燃油混合气体流量多少的装置)，增大发动机功率以得到较大的牵引力。

4．当力F一定时，P∝v，即速度越大，功率越大。如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大。

教师：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

学生的回答可能有：

⑴加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。

⑵汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。

师生共同分析：

⑵是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如：

（1）汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？

（2）起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大？

通过对生活实际的讨论，使学生进一步加深理解功率与牵引力和速度的关系。为实际应用和分析问题打好基础。

（一）、对公式P=Fv的讨论

（二）具体应用：汽车等交通工具的动力学分析：（设汽车受到的摩擦阻力大小保持恒定）

（1）.汽车以恒定功率启动

汽车以恒定功率启动后，若运动过程中所受阻力f不变，由于牵引力，根据牛顿第二定律可得

，汽车的加速度

，可见，随着汽车速度的增大，加速度减小，当加速度

a=0时，汽车的速度达到最大，以后汽车将做匀速直线运动，所以汽车做加速度位逐渐减小的加速运动，最终匀速运动。要提高汽车在给定路面上的最大速度值，应选用额定功率较大的发动机。

（2）．汽车以恒定牵引力启动

汽车以恒定牵引启动后，开始加速度不变，汽车做匀加速运动，当其速度增大至一定值v时，其功率达到额定功率P，此时有

，以后速度再增加，由于汽车的功率不变（已达额定功率），所以牵引力减小，加速度随之减小，直至a=0时，汽车的速度达最大值，接着做匀速运动。

分析关键是抓住两个关系式：P=Fv

和。

教师：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。

学生讨论后得出结论：

（1）.P固定时，由，

，

且

当a=0时，F=f摩

此时有。

（2）.F固定时，由，

，

且

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。

教师引导学生画出v-t图像

教师指导学生画出相应的v-t图像

例

汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为Pm=90Kw, 沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)。求：

(1)汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度；

(2)设汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2, 求汽车维持这一加速度运动的最长时间。

能力迁移

教师与学生一起分析题目、图形，得出正解。

解析

：

（1）汽车匀速运动时

F-0.05mg=0 汽车的额定功率Pm=Fvm

代入数据得vm=30m/s。

（２）汽车匀加速行驶时，动力学方程为F-0.05mg=ma

汽车的瞬时功率为P=Fv

汽车的瞬时速度为v=at

要求瞬时功率小于通过立体巩固对汽车启动时的动力学分析

或等于额定功率P≤Pm

代入数据得t≤30s

1．关于功率，以下说法正确的是（ ）

A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大。

B．据P=Fv可知，汽车的牵引力一定与其速率成反比。

C．据P=Fv可知，发电机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。

D．据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段这段时间内任一时间机器做功的功率。

2．汽车上坡时，司机必须换档，其目的是（ ）

学生：当堂学完本节A．减小速度，得到较小的牵引力 知识，立即做完对应B．增大速度，得到较小的牵引力

练习。（强化对知识C．减小速度，得到较大的牵引力 的理解与认识）

随堂检测

D．增大速度，得到较大的牵引力

教师：和学生一起做3．额定功率为80kW的汽车，在题，并对部分学生提平直公路上行驶的最大速度为20m/s，问，根据学生问答情汽车的质量m=2×103kg。如果汽车从静况，及时点拨、总结。

止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变，求：

（1）汽车所受的恒定阻力；（提示：先求V=20m/s的F牵,此时F牵=F阻)

（2）3s末汽车的瞬时功率；（提示：判断3s末汽车处于加速阶段，还是匀速阶段）

（3）经过多长时间汽车功率达到额定值？（提示：P额，对应的是V额，即V=V额）

学生在学完本节内容后通过几个典型例题来巩固已学知识。

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。