功
功率
教学目标:知识和技能
1.知道功率的物理意义、定义式、单位。
2.理解功率的导出式P=F·v的物理意义,会用功率的公式解释现象并进行计算。
3.理解平均功率和瞬时功率,了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
过程和方法
1.通过自制起重机让学生初步理解生活中的功,通过功率的定义,用比值方法建立物理概念。
2.学会求解功率。
3.运用功率的各种表达式计算机械中的一些问题。
情感态度与价值观
1.让学生养成分析的习惯和严密思维的习惯。
2.提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
3.培养学生敢于发言的良好习惯。
教学过程:
一、导入
教师:人们在生产、生活中使用了大量的机械,做功过程有什么特点(要素?)?请大家举例说明。
(引发学生思考,让学生从身边生活寻找做功因素,并思考机械与人做功快慢的不同。联系实际来提高学生的求知欲。)
功是能量转化的量度,一般会关注做功的多少。然而不同的机械不同的人,做功的快慢是不同的。
(分析课本上的的图片。并联系生活中的一些实际,使学生对做功快慢有更为形象和具体的认识,这样为建立“功率”概念打下基础。)
教师:提升物体用以下三种方式,把1KG的货物从地面运到三楼,
方式一:人工搬,需时间3min
方式二:用一台起重机提升,需时1min
方式三:用另一台起重机提升,需时10
s
在以上三种情况下,把货物由地面运到三楼,同时请学生思考以下问题:
1、三种不同的方式,对货物所做的功是否相同?
2、所花时间不同,三种方式中做功最快及最慢的分别是哪种?
结论:对物体做功相同,但所用时间不同,说明做功快慢是不同的。
结论:通过引导学生分事例,让学生意识到:机械来做功时,不仅要考虑做功多少,还要考虑做功的快慢,从而通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢,并初步形成功率概念。
教师:不同的方式对物体做功有快有慢,如何来衡量做功的快慢呢?请大家思考并提出解决方法。
(通引导学生思考:如何比较物体做功快慢?让学生形成主动学习的习惯,并提高学生能力。)
注意引导学生通过对“速度”、“加速度”概念的比值定义,体会比值法定义功率概念。
新授课:
一、功率的含义(进行板书)
1.定义:做功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。
2.定义式:P=W/
t
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
(教师请学生正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。)
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。(充分发挥学生主观能动性,从而提高课堂效率,突破难点。)
5.
功率是标量,功率表示做功过程中能量转化的快慢。
二、功率P与力F、速度v的关系
1.
功率与力、速度的关系推导
教师:一辆汽车载重时和空车时,在公路上以相同的速度行驶,则汽车的功率是否相同?为什么?
说明:学生分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度之间的关系。学生分析可能会有片面和不完整的问题,教师要帮助、启发和引导学生去形成正确的认识。
教师再引导学如何计算牵引力的功率。(通过引导,引发学生的专注,提高学习效率,突破计算难点)
教师:某汽车在平直公路上做匀速直线运动,已知其牵引力大小为F,运行速度为v,则此时汽车牵引力F的功率为多少?
(引导学生用功和功率的定义式进行分析计算。)
2.公式:P=Fv
(F与s或v同方向,应该是匀速直线运动)
即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。注意F是速度v方向上的作用力。
题目: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?
引导学生分析:
(1)
由P=Fv知,汽车以额定功率行驶,因遇上坡路段,汽车所需的牵引力增大了,加大油门,会增加发动机的输出功率(超过额定功率),发动机将因超负荷而过热损坏。
(2)
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。(正确)
教师还可以提出一些问题让学生进一步讨论,如:
(1)汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,为什么?
(2)汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做?
(3)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?
思考:由P
=
W
/
t求出的是瞬时功率还是平均功率??
学生小组讨论后得出:由公式P
=
W
/
t求出的功率,反映了该力在t时间内做功的平均快慢,故由公式P
=
W
/
t求出的功率是平均功率。?
平均功率:物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/t描述,只有当物体匀速运动时,才等于瞬时功率。
瞬时功率:物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示。
根据公式P
=F
v可知,物体的运动速度v与牵引力F成反比,当汽车要较大的牵引力,就要减小运动速度。
3.学生用跳绳进行测功率活动。(在课后进行)
教师:如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢?请同学设计一个测量方案,并进行实际测量。
(激励积极思考、引导可用跳绳)
(测时间用计算器,用米尺测离地高度,用体重计测质量。)
本结课从日常生活中的例子出发引导学生进一步的思考,并通过引导学生思考、分析,计算,通过学生的主动积极的参与来帮助学生形成功与功率的概念建立,从而突破难点,提高课堂效率