高中物理-3 功率教學設計學情分析教材分析課后反思

1-PAGE《功率》教學設計【教材分析】《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內容標準是“理解功率，關心生產和生活中常見機械功率的大小及其意義”。要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。由于功率在生活、生產中應用很廣，教學中可充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發(fā)展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀?！窘虒W目標】一、知識與技能1．理解功率的定義及額定功率與實際功率的定義；2．，的運用。二、過程與方法1．通常指平均功率，為瞬時功率；2．，分析汽車的啟動，注意知識的遷移。三、情感、態(tài)度與價值觀感知功率在生活中的實際應用，提高學習物理科學的價值觀?！局?、難點分析】1．重點：教學重點是理解功率的概念；功率的物理意義是本節(jié)的重點內容，如果學生能懂得做功快慢表示的是能量轉化的快慢，自然就能感悟出功率實際上是描述能量轉化快慢的物理量。2．難點：理解功率與力、速度的關系，瞬時功率和平均功率的計算。瞬時功率的概念學生較難理解，這是難點。學生往往認為，在某瞬時物體沒有位移就沒有做功問題，更談不上功率了。如果學生沒有認識到功率是描述能量轉化快慢的物理量，這個難點就不易突破，因此，在前面講清楚功率的物理意義很有必要，它是理解瞬時功率概念和物理意義的基礎。

【教學方法】

本節(jié)課的教學立足于培養(yǎng)學生的思維能力，通過學習物理研究方法，讓學生學會思考問題。在建立“功率”概念中，讓學生體會用比值方法來建立一個新概念。通過汽車起動過程的分析，著重培養(yǎng)學生的邏輯思維，引導學生認識物理與社會生活的密切聯(lián)系，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力。通過學生設計測量人的做功功率的實驗，達到學以致用的目的，培養(yǎng)學生運用科學知識解決實際問題能力。

【教學步驟】

一、課前活動，引入課題（采取比賽的形式組織教學）

教師活動學生活動1．在課前抽一段空余時間，安排部分學生參加活動（提升重物比賽）；組織學生測量教學樓二樓層的高度及兩捆書的質量，并做記錄。告訴學生比賽項目及比賽規(guī)則，選好計時員，發(fā)令員和兩位參賽同學。（強調安全?。?/p>

2．上課時，要求學生匯報實驗情況。

3．引導全班同學先利用提重物比賽記錄的數(shù)據(jù)計算人對書所做的功，然后展開討論：兩名運動員誰勝誰負？你的依據(jù)是什么？引導分析：判斷運動員的勝負，不只看做功的多少，還要看做功的快慢問題。

4．舉例：①挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機和搬運工相比，起重機要比工人快得多。③從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多④家住在高樓（如8層），乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機耕地比牛耕地要快得多，等等。

5．通過引導學生分析有關事例，形成初步共識：人們選用機械來做功時，不僅要考慮做功多少，還要考慮機械做功的快慢。

6．在物理學中，做功的快慢用物理量功率描述。對于機械，功率是機械性能的重要指標。1．按老師的安排進行活動。

2．兩位參賽同學同時提書，將書從地面提升到二樓，計時員記錄時間。

3．匯報活動情況。記錄在設計好的表格內。

4．利用功的公式計算出結果。小組討論老師提出的問題，積極闡述自己的意見。

5．在活動和討論的基礎上，形成對功率的物理意義的認識。

6．列舉生產、生活中發(fā)生的事例，使學生體會功率與生活、生產息息相關，無處不在，研究功率具有重要的現(xiàn)實意義。

二、功率的定義、公式和單位（主要采用啟發(fā)式）

教師活動學生活動1．指導學生回顧初中學過的內容

2．展示閱讀思考題：什么叫做功率？功率是表示什么的物理量？功率的定義式是什么？定義式中各個字母分別表示什么物理量？單位是什么？功率的單位有哪些？換算關系如何？

3．抽查學生解答思考題。

4．教師總結

功率的物理意義：功率是標量，功率表示做功過程中能量轉化的快慢。定義：功跟完成這些功所用時間的比值。表達式：P=W/t（類比：v=S/t）單位：1J/s=1w，除此還有Kw。

5．展示例題：一個質量是1．0kg的物體，從地面上方30m高處開始做自由落體運動，求：

（1）第1s內重力對物體做多少功？

（2）第2s內重力對物體做多少功？

（3）前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？

6．把學生解題過程實物投影，進行評價。1．學生閱讀課文相關內容，并解答思考題。

2．互動交流：如何來描述快慢？

類比：運動的快慢──速度；速度變化的快慢──加速度。用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率”。

3．練習。

三、平均功率與瞬時功率（通過例題，加深對平均功率和瞬時功率概念的理解）

教師活動學生活動1．展示舉例：一個質量是1．0kg的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運動，第1s時間內下落的位移是多少？這1s內重力對物體做多少功？第2s時間內物體下落的位移是多少？這1s內重力對物體做多少功？前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？這2s時間內重力對物體做功的功率是多大？

2．學生演算后提出問題：例題中的物體只是在重力的作用下，重力做功過程中，功率變化嗎？

3．總結：我們可以從上面的例子可以看出即使是同一個力對物體做功，在不同時間內做功的功率也可能是有變化的。因此，用P＝W/t求得的功率只能反映t時間內做功的快慢，只具有平均的意義。

4．（1）平均功率：P=W/t為平均功率的定義式。（2）瞬時功率：為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢，引入了瞬時功率的概念，即5．瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量。

6．提出瞬時功率如何計算的問題后，引導學生一起推導得出：P＝F·v為瞬時功率計算公式。

7．應用公式P＝Fv計算m＝1kg的物體做自由落體運動中下落1s末和2s末的瞬時功率。

8．根據(jù)上述結果啟發(fā)學生思考瞬時功率的物理意義。

9．最后指出：此題中是重力對物體做功，使重力勢能逐漸向動能轉化。隨著時間的延續(xù)，重力勢能向動能轉化加快。1．認真演算，闡述自己的看法。

2．思考問題。

3．認真聽講，積極思考。

4．認真體會極限的方法，在今后學習中有很多地方要用到這種方法。

四、實際功率和額定功率（引導學生自學）

教師活動學生活動指導學生閱讀教材第7頁“額定功率和實際功率”一段，提出問題，你對“額定功率和實際功率”是怎樣理解的？學生閱讀課本相關內容，思考并回答老師的提問。

交流與探究：把一枚硬幣放在書的封面上，打開書的封面形成一個斜面，并使硬幣開始下滑，如圖5．3—1所示。仔細分析一下，在下滑的過程中硬幣共受到幾個力的作用？哪些力做正功？哪些力做負功？哪些力沒有做功？如果使斜面的傾角增大，情況會有什么變化？傾角增大時，功率是否也增大？（提示：①比較不同傾角時的功率，應注意硬幣開始下滑處的高度應相同。討論功率時須指明哪個力的功率。②實驗的分析討論，要注意所分析的是某個力的平均功率。注意引導學生進行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進行的推演，使思維更加嚴密。）1．用CAI課件模擬汽車的啟動過程。

師生共同討論：

①如果作用在物體上的力為恒力，且物體以勻速運動，則力對物體做功的功率保持不變。此情況下，任意一段時間內的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的。

②很多動力機器通常有一個額定功率，且通常使其在額定功率狀態(tài)工作（如汽車），根據(jù)P=FV可知：當路面阻力較小時，牽引力也小，速度大，即汽車可以跑得快些；當路面阻力較大，或爬坡時，需要比較大的牽引力，速度必須小。這就是爬坡時汽車換低速擋的道理。

③如果動力機器在實際功率小于額定功率的條件下工作，例如汽車剛剛起動后的一段時間內，速度逐漸增大過程中，牽引力仍可增大，即F和v可以同時增大，但是這一情況應以二者乘積等于額定功率為限度，即當實際功率大于額定功率以后，這種情況不可能實現(xiàn)。

五、典型例題分析

教師活動學生活動1．汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0．1倍，g取10m／s2，問：

（1）汽車保持以額定功率從靜止啟動后能達到的最大速度是多少？

（2）若汽車保持以0．5m／s2的加速度做勻加速運動，這一過程能維持多長時間？

2．指出解決問題的思路。

3．在實物投影儀上對過程進行抽查評析。

4．用實物投影儀展示正確的解題過程。在老師分析后求解，鞏固訓練。

六、師生共同小結

通過本節(jié)課的學習，我們知道了以下幾個問題：

1．功率是表示物體做功快慢的物理量；

2．功率的單位有Ｗ、kＷ、1kＷ＝1000Ｗ；

3．功率的求解公式有：P＝

P＝Fv；

4．平均功率和瞬時功率；

其中P＝和P＝Fv可用來求解平均功率，而P＝Fv也可用來求解瞬時功率。

5．實際功率和額定功率；

6．用P＝Fv分析汽車的兩種啟動過程。

學情分析：初中時學生已經學過功率的初步知識，前面一節(jié)學習了功的概念，為本節(jié)的教學奠定了一定的基礎。在此基礎上，進一步區(qū)分額定功率和實際功率，了解平均功率、瞬時功率。效果分析學生積極主動參與課堂活動，課堂氣氛活躍。自我調控能力強，參與時機恰當；認真聽講有師生課堂互動形式多樣，提問問題有針對性有創(chuàng)新性思維，能對教師提出的問題有正確見解體現(xiàn)自主學習；體現(xiàn)知識形成過程，結論由學生自悟發(fā)現(xiàn)，教師教學“三維”目標制定符合課程要求，切實有效

全體學生各有收獲，如期達標；關注差異，面向全體學生。能選擇行之有效的教學方法；及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題；融入學法指導問題的設置有啟發(fā)性；多使用鼓勵語言；問題設計具有正向思維價值

教學內容充實準確，針對性強學生學習訓練探究積極主動評價檢測反饋矯正科學及時。功率教學反思

功率的概念來源于生產和生活，功率的知識是機械功概念的進一步延伸，在生產和生活實際中應用的例子很多很廣，而且功率與力、功率與速度的關系又是聯(lián)系實際生活和科學實踐的紐帶，教學中可充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發(fā)展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。

本節(jié)的教學重點是使學生確切地理解功率的概念，會進行功率的計算；會利用功率與力、功率與速度的關系P=F·v分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。例題的教學不僅可以使學生學會應用基本公式進行計算，而且可以增進學生對平均功率和瞬時功率的理解；機動車起動問題的分析過程有利于學生養(yǎng)成分析物理過程的習慣，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力，避免簡單地套用公式；在建立“功率”概念中，讓學生通過學習物理研究方法，體會用比值方法來建立新的物理概念，使學生學會思考問題；通過充分利用書中的插圖以及聯(lián)系生活中實例的教學，引導學生認識物理與社會生活的密切聯(lián)系，可以讓學生感受生活中物理無處不在，無時不在影響我們的生活，從而激發(fā)學生學習物理的興趣；通過學生設計測量人的做功功率的實驗，達到學以致用的目的，培養(yǎng)學生運用科學知識解決實際問題能力。教材分析《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內容標準是“理解功率，關心生產和生活中常見機械功率的大小及其意義”。要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。由于功率在生活、生產中應用很廣，教學中可充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發(fā)展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。第7章第3課時功率基礎夯實1．關于功率的概念，以下說法正確的是()A．功率大說明物體做功多B．功率小說明物體做功少C．物體做功越多，其功率越大D．物體做功越快，其功率越大答案：D解析：功率表示物體做功的快慢，它等于功跟完成這些功所用的時間的比值，或者說是單位時間內所做的功，某物體的功率大，表示這一物體做功快，或單位時間內做功多．2．(2011·福建師大附中高一檢測)在一次舉重比賽中，一名運動員在抓舉比賽時，將質量為127.5kg的杠鈴舉起歷時約2s，該運動員在舉起杠鈴運動中的平均功率約為()A．幾十瓦左右 B．一千瓦左右C．幾十千瓦左右 D．幾百千瓦左右答案：B3．汽車上坡的時候，司機必須換擋，其目的是()A．減小速度，得到較小的牽引力B．增大速度，得到較小的牽引力C．減小速度，得到較大的牽引力D．增大速度，得到較大的牽引力答案：C解析：汽車在上坡時，汽車的牽引力除了需要克服阻力以外，還要克服重力在沿斜坡向下的分力，所以需要增大牽引力，由F引＝eq\f(P,v)，在P不變時要增大牽引力，必須減小v.4．(2011·洛陽市高一檢測)設飛機在飛行中所受空氣阻力與它的速度平方成正比，當飛機以速度v水平勻速飛行時，發(fā)動機的功率為P.若飛機以速度3v水平勻速飛行時，發(fā)動機的功率為()A．27P B．9PC．18P D．3P答案：A解析：由題意知P＝fv＝kv3，P′＝f′nv＝kn3v3＝n3p.5．(江西金溪一中高一檢測)如圖所示，在天花板上的O點系一根細繩，細繩的下端系一小球．將小球拉至細繩處于水平的位置，由靜止釋放小球，小球從位置A開始沿圓弧下落到懸點的正下方的B點的運動過程中，下面說法正確的是()A．小球受到的向心力在逐漸變大B．重力對小球做功的平均功率為零C．重力對小球做功的瞬時功率逐漸增大D．由于細線的拉力方向始終與小球的速度方向垂直，所以拉力對小球的做功為零答案：AD解析：由F向＝meq\f(v2,r)，∵v逐漸增大，∴A對；由P＝eq\f(W,t)知B錯；重力的功率先增大后減小C錯；由W＝F·lcosα知D對．6．(2011·上杭一中高一檢測)同一恒力按同樣的方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同一段距離時，恒力做的功和平均功率分別為W1、P1和W2、P2，則二者的關系是()A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1<P2C．W1＝W2、P1>P2 D．W1<W2、P1<P2答案：B解析：恒力做的功僅由力、位移及二者夾角決定，由題意，很顯然W1＝W2；沿粗糙面運動時，加速度小，通過相同位移所用時間長，即t1>t2，根據(jù)P＝eq\f(W,t)，則有P1<P2，故選項B正確．7．(2010·唐山二中高一檢測)中國海軍第二批護航編隊于4月2日赴亞丁灣、索馬里海域執(zhí)行護航任務．其中的“深圳”號導彈驅逐艦額定功率為3×104kW，當以最大的速度航行時，所受的阻力為2×106N，則該驅逐艦的最大航速為________m/s，此時牽引力的大小為________N.答案：15m/s2×106N解析：合力為零時，速度最大，此時有F＝f＝2×106N，由P＝Fv知vm＝eq\f(P,F)＝eq\f(3×107,2×106)m/s＝15m/s.8．如圖所示是一學生騎車爬坡的情形．假如他騎車時的最大功率是1200W，車和學生的總質量為75kg，斜坡傾角為30°，運動過程中受到的摩擦阻力恒為60N，則此學生騎車上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上騎車，最大速度可達到多少？(g取10m/s2)答案：2.76m/s20m/s解析：當人騎車向前的牽引力等于摩擦阻力與重力沿斜面向下的分力之和時速度最大，則P＝F·vmax＝(F阻＋mgsinθ)·vmax，故vmax＝eq\f(P,F阻＋mgsinθ)≈2.76m/s.當該學生在水平路面上騎車時，最大速度為vmax′＝eq\f(P,F阻)＝20m/s.能力提升1．某同學進行體能訓練(如圖所示)，用了100s時間跑上20m高的高樓，試估測她登樓的平均功率最接近的數(shù)值是()A．10W B．100WC．1kW D．10kW答案：B解析：估計該同學質量m＝50kg，人克服重力做功W人＝mgh.∴P＝eq\f(W人,t)＝100W，B選項正確．2．(2011·長春十一中高一檢測)從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為()A．300W B．400WC．500W D．700W答案：A解析：物體落地瞬間vg＝gt＝30m/s，∴PG＝mgvg＝300W.3．一個小孩站在船頭，如圖所示兩種情況用同樣大小的拉力拉繩，經過相同的時間t(船未碰)小孩所做的功W1、W2及在時刻t小孩拉繩的即時功率P1、P2的關系為()A．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＝P2C．W1＜W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＝P2答案：C解析：小孩所做的功在第一種情況是指對自身(包括所站的船)做的功．在第二種情況除對自身做功外，還包括對另外一船所做的功．由于兩種情況下人對自身所做功相等，所以W1＜W2.設t時刻小孩所在船的速率為v1(兩種情況下都是v1)．另一只船速率為v2，則P1＝Fv1，P2＝F(v1＋v2)，所以C項正確．4．(四川綿陽南山中學高一檢測)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P.快進入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛．下面四個圖象中，哪個圖象正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關系()答案：C解析：功率減小一半后，汽車做加速度越來越小的減速運動，最終勻速運動．5．(2011·上海交大附中高一檢測)如圖所示為一種測定運動員體能的裝置，運動員的質量為m1，繩的一端拴在腰間并沿水平方向跨過滑輪(不計滑輪質量及摩擦)，繩的下端懸掛一個質量為m2的重物，人用力蹬傳送帶而人的重心不動，使傳送帶以速率v勻速向右運動．下面說法中正確的是()A．繩子拉力對人做正功B．人對傳送帶做正功C．運動時間t后，運動員的體能消耗約為m2gvtD．運動時間t后，運動員的體能消耗約為(m1＋m2)gvt答案：BC解析：由于人的重心不動，所以人與傳送帶間的摩擦力大小為m2g，人對傳送帶做功的功率為m2gv，所以B、C正確，A、D錯誤．6.如圖所示，某同學在跳繩比賽中，1min跳了120次，若每次起跳中有4/5時間騰空，該同學體重50kg，則他在跳繩中克服重力做功的平均功率是________W，若他在跳繩的1min內，心臟跳動了60次，每次心跳輸送1×10－4m3的血液，其血壓(可看作心臟血液壓強的平均值)為2×104Pa，則心臟工作的平均功率是________W.答案：2002解析：跳一次時間是t0＝eq\f(60,120)s＝eq\f(1,2)s，人跳離地面做豎直上拋，人上拋到最高點時間t＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×eq\f(4,5)s＝eq\f(1,5)s.此過程中克服重力做功W＝mg(eq\f(1,2)gt2)＝100J.跳繩時克服重力做功的平均功率eq\x