13.2 怎样比较做功的快慢 教学设计 （沪粤版九年级）

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怎样比较做功的快慢
1．教学目标
知识与技能
⑴理解功率的概念。
⑵知道功率的计算公式和功率单位的含义，会计算有关功率的简单问题。
过程与方法
⑶通过建立功率概念的过程，理解用比值定义物理量的方法。
情感态度与价值观
⑷通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值，培养学生关注生活、关注社会的意识。
⑸通过测量活动的组织安排，培养学生的合作意识、协作能力。
2．教材说明
本节主要内容有：功率的概念、公式、单位以及怎样测算功率。
在学生已经知道了机械功的含义，以及怎样计算功的大小之后，本节课再进一步学习怎样比较做功的快慢，从而和前一节的内容构成了较为完整的知识体系，是功的知识的拓展和延伸。功率是后面进一步学习电功率的基础。另外，功率是衡量各种机械性能的一个重要指标，在生活和生产实践中有非常重要的实际意义。
教材的编写思路：本节教材由浅入深，先通过“用起重机吊起大件建筑材料”和“用滑轮吊起建筑材料”两幅图片的比较，引出做功有快有慢的讨论；再通过“活动1”，针对两位同学提出的两种不同意见，引导学生参与讨论，提出自己的看法，自然的引出功率的概念。然后进行功率的简单计算，并通过“活动2”指导学生设计比较登楼功率大小的比赛方案，练习在实际问题中测算功率。最后，通过“信息浏览”给出人、电视机和汽车的功率，帮助学生对功率单位“瓦特”具有较多的感性认识，并进一步认识功率的实用价值和意义。和旧教材相比，本教材增加了测算爬楼的功率这个活动，用实验探究的方法让学生学会自己测算功率，学以致用，可充分调动学生学习的积极性，引导学生主动建构新知识。
本节教学重点：功率是物理学中的一个基本概念，与实际生活、生产劳动密切相关，所以功率的概念是本节课教学的重点。
本节教学难点：功率的单位是由功和时间的单位组成，由于学生对此感性认识较少，不易对功率单位的大小形成具体认识，故功率的单位是本节课教学的难点。
怎样比较做功的快慢既是本节的一个知识点，也是得出功率的定义、公式和单位的基础，所以组织好学生用比较法讨论该问题是本节教学的关键。
3．教学建议
比较做功快慢的物理量
本节课可以采用课本上的方法直接引入课题：力作功时，不仅有多有少，而且有快有慢。在生产实践中，人们不仅要注意做功的多少，更要关心做功的快慢。今天我们就来研究有关做功快慢的问题。
也可以用实际生活中遇到的问题引入课题。教师问学生：在建筑工地上，需要把几百块砖全部送到楼顶，你能想出几种办法？你认为应选择哪种办法？为什么这样选择？结果大多数学生会选择起重机，因起重机做功快，由此引入课题。但也会有个别学生考虑到经济问题或其它原因而选择人工方式，要充分肯定这种根据实际情况来考虑问题的想法。
活动1 怎样比较做功的快慢
“活动1”的目的是让学生知道“做功多少”与“做功快慢”是完全不同的两个概念，并为总结比较做功快慢的方法做好准备。
教学中可先让学生阅读课本图13-10的情景，也可以用多媒体课件播放相关视频资料，提高学生的学习兴趣），要注意引导学生观察两个情景，了解女同学和男同学各是怎么说的，再让学生分组讨论、交流，提出自己的看法。由于图中两位“同学”的说法都带有片面性，即女同学只比较功的多少而没有考虑时间，男同学只比较时间的长短而没有考虑做功的多少，这些“不恰当”的比较方法反而更容易激发出学生辨论的热情。
经过讨论交流，学生可以得出：两位同学的说法都是片面的，不能只比较做功多少或只比较做功时间的长短。要比较物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素：一是物体做了多少功，二是物体做功所用的时间。
认识功率
可先引导学生回忆：我们是如何比较物体运动快慢的？再让学生思考：能否用同样的方法来比较做功的快慢？学生可以答出：比较做功的快慢也有两种方法，方法一：完成相同的功比较做功所用的时间，时间越短做功越快；方法二：在相同的时间内比较做功的多少，做功多的做功快。
这时教师可向学生指出：为了定量地比较物体运动的快慢，我们引入了速度的概念；同理，为了定量比较物体做功的快慢，我们引入功率的概念来表示物体做功的快慢。
接着，要求学生用类比的方法，对照速度的定义、公式，给出功率的定义、公式。在讲解公式时要指出各个符号代表什么物理量。最后结合速度的定义和公式让学生理解功率的比值定义法——利用两个物理量的比值，可以定义一个新的物理量。启发学生回忆：除速度外，我们以前学过的哪个物理量也是用比值法定义的？（密度）。在以后的学习中，我们还将用这种方法来定义新的物理量。
在上述学习过程中，可用多媒体课件播放如下表格，根据学生回答的情况，按顺序播放表格中的内容，使整个类比过程直观化。
比较运动的快慢 比较做功的快慢
比较方法 1.通过相同的路程比较运动时间2.相同运动时间内比较路程 比较方法 1.完成相同的功比较所用的时间2.相同的时间内比较做功的多少
速度 物理意义：表示物体运动的快慢 功率 物理意义：表示物体做功的快慢
定义：物体在单位时间内通过的路程的多少 定义：单位时间内物体做功的多少
公式：速度=（v=） 公式：功率=（P=）
关于功率的单位，可让学生阅读教材第50页，了解瓦特（W）的由来和意义。并提醒学生注意：功用斜体的“W”表示，功率单位用正体的“W”表示。有条件的话，还可用多媒体课件播放瓦特和蒸汽机的故事，并鼓励学生上网了解更多的关于瓦特的故事。
功率的单位是教学的难点，为了使学生对“瓦特”单位的大小有些感性认识，可先向学生举例说明1W的大小：在1s内将两个鸡蛋举高1m，做功的功率约为1W。再让学生阅读教材第52页“信息浏览”，了解一些物体的功率，并说明其意义：
(1)人跑步功率约400W，表示人跑步时平均每秒做功约400J；
(2)电视机功率约120W，表示电视机工作时，其电源每秒对电视机做功约120J；
(3)轿车发动机功率约l00kW，表示轿车发动机工作时每秒做功约100000J。
还可用多媒体课件播放一些其他机械的功率。这样，通过更多的实例容易让学生对功率的单位形成感性认识。
关于功率的计算，可以先请学生口答下面两道比较简单的问题，熟悉功率的公式和单位后，再列式解答课本“想一想”中的问题。
①人在3s内做功150J，求人的功率？
②挖掘机在1min内做了7.2×106J的功，求挖掘机的功率？
根据口答情况，教师要引导学生总结：应用公式进行功率计算时要注意统一单位。
“想一想”中的问题是对活动1的回应，旨在让学生运用功和功率的公式进行计算，知道如何比较做功的快慢，以加深对功和功率的认识。教学时要引导学生首先弄清题意，找出已知量和待求量，明确解题的过程。分析是沿着P=→W=Gh的思路进行的，要强调拉力就等于物体受到的重力；解题则是沿着先求出W，再求出P的顺序进行的。
最后引导学生对比此题中起重机和滑轮的功率，进一步理解功率的含义。
活动2 比一比，谁的功率大
“活动2”的目的是让学生学会在实际问题中测算功率，加深对功率概念的理解，提高学习的兴趣。要组织全班同学参加比赛。
可以按照以下顺序让学生讨论，自行设计实验方法：
（1）要测出每个同学上楼的功率，需要知道哪些物理量？
（2）怎样测量这些物理量？
（3）测量顺序是怎样的？
（4）怎么设计记录数据的表格？
学生经过讨论可以说出：测出人的体重G、登楼的高度h，即可求出人上楼做的功W=Fs=Gh；再测出上楼所用的时间t，就可以求出上楼的功率 P=，即G、h、t这些物理量如何测定，用什么仪器，可以让学生自己想办法。学生会想出各种办法。
在活动完成后，让各小组充分展示自己的实验结果。这个结果可以是实验过程的展示，也可以是口头汇报（包括实验数据），还可以是理论推导过程。总之要让每个学生都有充分的机会交流，并且认真听取其他学生的意见。最后要求学生写出简单的探究报告，循序渐进地引导学生用尽可能准确的语言表述自己的探究过程、收集的数据及自己的观点。
在此基础上，可让学生选择性地讨论以下问题的实验方案，作为拓展：
（1）怎样测定每个同学举重时的最大功率？
（2）如何测定引体向上的功率？
（3）如何测出一分钟内跳上台阶的功率？
……
教材通过“信息浏览”栏目介绍了一些物体的功率，建议学生在此基础上进行课外调查，调查常见机械和电器的功率。通过调查活动使学生认识到：功率是机械的主要技术性能之一，是选购机械的重要依据。
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