物理学科教学设计
课题
3.3研究功与功率
授课人
课时安排
2课时
课型
新授
授课时间
课标依据
掌握功与功率的关系
教材分析
本章教材中研究的功是功与功率的关系，是物理学，特别是力学中最重要的内容之一。功与功率对学生来说并不陌生，因为在初中已经接触过，但学生对这两个物理量又是知其然不知其所以然。本节将引导学生进一步认识功的普遍性，进一步认识功和能量的转化关系，认识正功和负功的意义。
学情分析
前一节已经涉及了功，本节课是将功和功率联系起来，由于是他们的基础较薄弱，所以虽然本节较简单，但他们学习起来还是有所困难。在本节课的学习中，应该着重理解P=FS的意义，因为基本公式在初中已经学过，加强对P=FS的理解和应用。
针对教学难点本节课应多一些针对训练。
三维目标
知识与能力：会计算“力跟位移成夹角时的功”、功率、正功、负功。
过程与方法：运用功等物理原理“研究力、位移跟功的关系”。
情感态度与价值观：：了解汽车等常见机械的功率及其所反映的意义。
教学重难点
教学重点：：功与功率的计算。
教学难点：力、速度跟功率的关系。
教法
与
学法
讲授法 学法：练习法
信息技术应用分析
知识点
学习目标
媒体内容与形式
使用方式
媒体来源
课程导入
情感、态度与价值观
PPT
教师播放
下载
功率
知识与技能
过程与方法
电子白板
教师演示
教师制作
功率的练习
知识与技能
过程与方法
PPT
教师演示
教师制作
小节
知识与技能
情感、态度与价值观
学生自主表达
学生操作
教师制作
教
学
活
动
设
计
师生活动
设计意图
批注
提问：初中所学的做功，两个必要因素是什么？
学生回答：
1、 作用在物体上的力。
2 、物体在力的方向上移动的距离。提问：
如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，应如何计算这个力的功？
学生阅读思考总结：
W=Fl cosα
功的国际单位：焦耳(J)
引导学生思考正功负功及总功的含义。
学生归纳：功是标量，但有正负之分。
所谓正功负功，是反映力对物体做功性质的，若为正功，表明该力促进了物体的运动，若为负功，表明力阻碍物体的运动。W总=W1+W2+W3+……+Wn=F合l cos α
引导学生学习有关功率的知识。
学生归纳推导：
复习旧知引入新课
培养学生的阅读能力
培养学生的分析归纳能力
当堂检测
有效练习
一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上的力F1=10N作用；在水平地面上移动距离l=2m，物体与地面间的摩擦力F2=4.2N，求外力对物体所做的总功.
作业布置
P51.2.3题。
板书设计
一、功
1 功的概念及二因素
2 功的计算 W=Fl cosα F是恒力
二、正功与负功
所谓正功负功，是反映力对物体做功性质的，若为正功，表明该力促进了物体的运动，若为负功，表明力阻碍物体的运动。
三、总功的计算
W总=W1+W2+W3+……+Wn
=F合s cos α
教学反思
由于本班学生的动手解题能力不强，而且基础知识薄弱，通过本节课的学习，学生虽然已经基本掌握了学习内容，知道了功的计算及功率的计算，已经知道他们的单位。但是他对们对余弦函数不是很了解，故在做题过程中会出现困难，所以在今后教学中因该加强数学知识的巩固和渗透。本节课着重要让学生理解P=FS公式的理解和应用，该公式的应用更加的灵活，和广泛，同时也就增加了难度，所以应当多加理解和应用。
今后教学中适时增加一些函数知识的巩固会对本节内容的学习有所帮助。
备注
1.主备教案的内容全部用小四宋体字，二次备课的内容中要删除的内容将字的颜色改为红色（不要真删除），自己添加的所有内容用宋体蓝色字。
2．命名格式要求：序号、章、节、名称(课时)。如：【1】28.1锐角三角函数(1)。
课时训练
1．如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力及其做功说法正确的是( )。
A．垂直于接触面，做功为零
B．垂直于接触面，做功不为零
C．不垂直于接触面，做功为零
D．不垂直于接触面，做功不为零
2．如图，质量为M的物体放在光滑水平地面上，在受到与水平方向成α角的恒力F作用下，从静止开始运动，在时间t内，F对物体所做的功为WF。下列仅单独改变某一物理量(设该物理量改变后物体仍在水平面上运动)，可使恒力所做的功增大为2WF的是( )。
A．使恒力的大小增大为2F B．使物体质量减小为
C．做功时间增长为2t D．α从60°变为0°
3．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s。从此时刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是( )。
A．W1＝W2＝W3 B．W1＜W2＜W3
C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＜W3
4．如图所示为一种测定运动员体能的装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)，绳的下端悬挂一个质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动。下面说法中正确的是( )。
A．绳子拉力对人不做功 B．绳子拉力对人做正功
C．人对传送带不做功 D．人对传送带做正功
5．关于摩擦力做功，以下说法正确的是( )。
A．滑动摩擦力总是做负功
B．滑动摩擦力要么做负功，要么做正功
C．静摩擦力对物体一定不做功
D．静摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功
6．如图所示，一质量为M、长为L的小木板放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M相连接，木块与木板间的动摩擦因数为μ。开始时木板和木块静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为( )。
A．2μmgL B．μmgL C．μ(M＋m)gL D．μMgL
7．如图所示，质量为m的物体静止在倾角为α的斜面体上，斜面体的质量为M，现对斜面体施加一个水平向左大小为F的推力，使物体随斜面一起沿水平方向匀速移动了位移s，则在此匀速运动的过程中，请用两种方法求物体m所受合外力对物体所做的功。
8．如图所示为物体受到一个与位移同方向的力F，其大小随位移的变化关系。试粗略求出力F在物体位移0～50 cm过程中做的功。
答案与解析
1. 答案：B
2. 答案：B
3. 答案：B
解析：由于vt图像与坐标轴所围面积大小等于滑块某时间段的位移，由图b可计算第1 s内、第2 s内、第3 s内滑块的位移分别是x1＝0.5 m、x2＝0.5 m、x3＝1 m，所以W1＝F1x1＝0.5 J，W2＝F2x2＝1.5 J，W3＝F3x3＝2 J，所以W1＜W2＜W3，B项正确。
4. 答案：AD
解析：人是静止的，绳子拉力对人不做功，A对，B错。人对传送带的摩擦力向右，传送带向右运动，人对传送带做正功，C错，D对。
5. 答案：D
6. 答案：B
解析：对M受力分析，水平方向有F＝T＋f，对m受力分析，水平方向有T＝f，所以F＝2f＝2μmg，m到达左端时M和m位移大小都是，所以拉力做功。
7. 答案：0
解析：方法一：如图所示，对物体进行受力分析。物体受重力mg、支持力N和滑动摩擦力f。物体做匀速运动，将重力分解后有：N＝mgcosα，f＝mgsinα。在运动过程中，重力与位移垂直，重力做功为WG＝mgscos90°＝0；支持力做功为WN＝Nscos(90°－α)＝mgssinαcosα；摩擦力做功为Wf＝fscos(180°－α)＝－mgssinαcosα。所以合外力做功为W合＝WN＋WG＋Wf＝mgssinαcosα＋0－mgssinαcosα＝0.
方法二：因物体匀速运动，故物体受合外力F合＝0，故物体所受合外力作功为0。还可根据动能定理求得物体所受合外力做功为0。
8. 答案：7.00 J
解析：由于F是变力，由W＝Fs可知，变力F所做的功等于图线与横轴所包围的面积。则做功为：W＝Fs＝(0.05×2.5)×56 J＝7.00 J。
课时训练
1．关于功率，下列各种说法正确的是( )。
A．由P＝W/t可知，只要知道W和t的值就可以计算出任一时刻的功率
B．由功率P＝F·v可知，交通工具的牵引力一定与速度成反比
C．由P＝W/t可知机器做功越多，其功率就越大
D．由P＝F·v可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
2．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝T时刻F的功率是( )。
A． B． C． D．
3．一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子，抓着木棒，如图所示。剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿棒向上爬，设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变。忽略空气阻力。则下面的四个图像中能定性反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化关系的是( )。
4．如图所示，一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，开始下滑时离地面的高度为h，当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为( )。
A． B．
C． D．
5．如图，质量相同的球先后沿光滑的倾角分别为θ＝30°、60°斜面下滑，达到最低点时，重力的瞬时功率是否相等？(设初始高度相同)
6．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，求：
(1)4 s末F的功率是多大？
(2)4 s内F的功率是多大？(g取10 m/s2)
7．经过1997到2007六次大提速后，铁道部决定自2009年4月1日起实行火车第七次提速，最高时速可达350 km/h，我国大功率交流传动机车自主研制取得关键性突破，为第七次甚至更多次提速提供了有力保障。假定阻力与速度的平方成正比，提速前某机车以250 km/h的速度行驶时，牵引力功率为4 800 kW，试探究速度提到320 km/h，机车功率应提高到多大？
答案与解析
1. 答案：D
解析：公式P＝W/t只在时间极短时才表示瞬时功率，A错。功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，C错。当功率一定时，牵引力与速率成反比，B错，D对。
2. 答案：B
3. 答案：B
解析：由于猴子静止，它对木棒的作用力等于它的重力，对木棒有(m＋M)g＝Ma，。它的速度为，猴子做功的功率为
。选B。
4. 答案：B
5. 答案：不相等
解析：由动力学公式可知，小球下滑的加速度a＝gsinθ，达到末端速度，可见，达到最低点两球速度大小相同，但由于速度在重力方向上的分量不同，且vAsin60°＞vBsin30°，重力的功率P＝mgvsinθ，所以PA＞PB。
6. 答案：(1)42 W (2)21 W
解析：由v-t图像可知a＝0.5 m/s2，由2F－mg＝ma知,4 s末F的功率,4 s内的平均功率为。
7. 答案：10 066 kW
解析：当机车匀速行驶时，牵引力F＝f①
又根据题意f＝kv2②
机车的功率为P＝Fv③
由①、②、③式得P＝kv3④
所以提速后机车的功率为
。
