2. 功率教案推荐

4.2

功率

——机车启动模型

绵阳中学实验学校

杨清元

2003教科版必修二

一、教学内容分析

功率这一章节总共分成3个课时来进行教学，第一课时讲解功率，第二课时讲解机车启动，第三课时为机车启动问题的典型问题的深化内容。本节课的教学内容为功率的第3课时，主要是对机车启动过程典型问题的强化：速度最大问题；机车启动过程分析；图像问题三大方面的内容。

二、教学目标

1.

知识目标：对基本启动过程比较熟悉，对启动过程中特殊位置的特点掌握比较好；

2.

能力目标：在基本问题基础上对特殊位置的特点进行迁移变化，掌握其本质。

3.

情感、态度和价值目标：在生活中发展合作交流能力，提高解决实际问题的能力。

三、学情分析

在上一节课学习的基础上，学生对机车启动的过程已经非常熟悉，对基本求解问题也有所掌握，这为本节课的教学打下了良好的基础。对本堂课的内容，学生迫切想了解一些变化的问题，以加强解决实际问题的能力，提高对知识学习的欲望，感受知识的魅力。

四、教学过程

1.

对机车启动的两个基本过程进行回顾总结，加深对已学知识的掌握。

（1）恒定功率和恒定加速度启动的运动过程；

（2）运动过程中的基本图像。

2.

例题讲解

（1）最大速度问题：抓住加速度为0速度达到最大这一关键信息解答。

设置例题：机车在斜面上运动时达到最大速度。

例1

质量为m的汽车，其发动机额定功率为P．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（

）

A．

B．

C．

D．

延伸：例题为阻力f恒定情景，如果阻力f发生变化，又该如何分析？

延伸

假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（

）

A．4倍

B．2倍

C．2

倍

D．

倍

（2）机车启动过程图像：在功率恒定的情况下，速度v决定牵引力F的变化；牛顿第二定律分析加速度a的变化；功率突变本质为速度v瞬间保持不变、牵引力F发生突变。

设置例题：由于启动过程是学生掌握起来比较难的地方，所以先利用图像问题回顾基本机车启动过程，回顾分析关键思路。

例2

如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知(

) ①0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变

②0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大

③t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小

④t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

延伸1：在掌握好基本运动过程后，如何利用图像结合运动过程来定量计算。

延伸1

质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程中的速度-时间图像如图所示，其中OA为过原点的一条直线，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车第1页，总3页

所受阻力恒为f，则（ ）

A．

时间内，汽车的牵引力等于

B．

时刻的功率为

C．

时间内，汽车的功率等于

D．

时间内，汽车的平均速度大于

延伸2：对于基本运动过程会分析后，功率突变问题又如何分析？

延伸2

汽车在平直公路上以

匀速行驶，因前方路况不好，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小为原来的一半，并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中，所受阻力恒定，下列说法正确的是（

）

A．汽车先做匀减速运动，之后再匀速行驶

B．汽车先做加速度增大的减速运动，之后再匀速行驶

C．汽车最后匀速行驶时的速度大小为

D．汽车最后匀速行驶时的速度大小为

（3）机车启动过程计算重点内容提升：求解最大速度；求解恒定P时的速度或者加速度；……

例题设置：以恒定加速度启动为实例求解典型问题。

例3

为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车．某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2t，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是1000 N，如果汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离，最2终汽车达到了最大速度．在刚达到最大速度时，汽车共运动了40s，g取10m/s，求：

(1) 汽车所能达到的最大速度多大；

(2) 汽车做匀加速运动过程能维持多长时间。

(3) 汽车速度为12 m/s时的加速度．

(4) 汽车在整个加速过程中，汽车的位移为多少？

变式：为掌握其核心思路，将水平情景变化成竖直情景。

变式 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升，重物上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是(

) A．钢绳的最大拉力为

B．钢绳的最大拉力为mg

C．重物匀加速的末速度为

D．重物匀加速运动的加速度为

（4）图像问题：利用图像分析运动过程在高中对学生有一定的要求，这样能加强他们数形结合的能力。

例题设置：利用P-t图像分析运动过程。

例4

如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象，P0为发动机的额定功率。已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm，汽车受到的空气阻力与地面摩擦力之和保持不变。由此可得（

）

A．在0~t1时间内，汽车一定做匀加速度运动

B．在t1~t2时间内，汽车一定做匀速运动

C．在t2~t3时间内，汽车的加速度一定不断减小

D．在t1时刻，汽车速度一定小于vm

延伸：在比较熟悉的图像中能够回到已经学习情景中，若不熟悉的图像，也要能结合所第2页，总3页

学知识进行解答。

103 kg，延伸

如图所示为汽车的加速度和车速倒数1/v的关系图像。若汽车质量为2×它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，则(

) A．汽车所受阻力为2×103 N B．汽车在车速为15 m/s时，功率为6×104W C．汽车匀加速的加速度为4m/s2

D．汽车匀加速所需时间为5 s

五、教学预评

本节课的教学基于上节教学内容的基础上进行的，每一个要点都以上节课教学为起点，逐步深化，对所学知识起到了一定的提升作用，同时也对学生学习知识的欲望也有所提升。同时，也加强了学生灵活变化分析问题的能力。

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