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      2. 《功率》的教學(xué)設(shè)計(jì)介紹

        時(shí)間:2021-06-12 09:50:49 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

        《功率》的教學(xué)設(shè)計(jì)介紹

          【教材分析】

        《功率》的教學(xué)設(shè)計(jì)介紹

          《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“理解功率,關(guān)心生產(chǎn)和生活中常見機(jī)械功率的大小及其意義”。要求學(xué)生理解功率的概念,會進(jìn)行功率的計(jì)算;會分析汽車發(fā)動機(jī)功率一定時(shí),牽引力和速度的關(guān)系;嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),測量人在某種運(yùn)動中的功率。由于功率在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用很廣,教學(xué)中可充分利用這一優(yōu)勢,使抽象的物理概念變得富有實(shí)際意義。發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識解決實(shí)際問題能力,樹立正確的價(jià)值觀。

          【教學(xué)目標(biāo)】

          一、知識與技能

          1.理解功率的定義及額定功率與實(shí)際功率的定義;

          2.,的運(yùn)用。

          二、過程與方法

          1.通常指平均功率,為瞬時(shí)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(jià)值觀

          感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。

          【重、難點(diǎn)分析】

          1.重點(diǎn):教學(xué)重點(diǎn)是理解功率的概念;功率的物理意義是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,如果學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)化的快慢,自然就能感悟出功率實(shí)際上是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。

          2.難點(diǎn):理解功率與力、速度的關(guān)系,瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算。瞬時(shí)功率的概念學(xué)生較難理解,這是難點(diǎn)。學(xué)生往往認(rèn)為,在某瞬時(shí)物體沒有位移就沒有做功問題,更談不上功率了。如果學(xué)生沒有認(rèn)識到功率是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量,這個(gè)難點(diǎn)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(shí)功率概念和物理意義的基礎(chǔ)。

          【教學(xué)方法】

          本節(jié)課的教學(xué)立足于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,通過學(xué)習(xí)物理研究方法,讓學(xué)生學(xué)會思考問題。在建立“功率”概念中,讓學(xué)生體會用比值方法來建立一個(gè)新概念。通過汽車起動過程的分析,著重培養(yǎng)學(xué)生的'邏輯思維,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物理與社會生活的密切聯(lián)系,綜合運(yùn)用動力學(xué)知識和功率概念分析問題和解決問題的能力。通過學(xué)生設(shè)計(jì)測量人的做功功率的實(shí)驗(yàn),達(dá)到學(xué)以致用的目的,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題能力。

          【教學(xué)步驟】

          一、課前活動,引入課題(采取比賽的形式組織教學(xué))

          教師活動

          學(xué)生活動

          1.在課前抽一段空余時(shí)間,安排部分學(xué)生參加活動(提升重物比賽);組織學(xué)生測量教學(xué)樓二樓層的高度及兩捆書的質(zhì)量,并做記錄。告訴學(xué)生比賽項(xiàng)目及比賽規(guī)則,選好計(jì)時(shí)員,發(fā)令員和兩位參賽同學(xué)。(強(qiáng)調(diào)安全。

          2.上課時(shí),要求學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。

          3.引導(dǎo)全班同學(xué)先利用提重物比賽記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算人對書所做的功,然后展開討論:兩名運(yùn)動員誰勝誰負(fù)?你的依據(jù)是什么?引導(dǎo)分析:判斷運(yùn)動員的勝負(fù),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(jī)與人,要完成相同的挖土任務(wù),人花的時(shí)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(jī)和搬運(yùn)工相比,起重機(jī)要比工人快得多。③從水井里提水,使用抽水機(jī)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(jī)耕地比牛耕地要快得多,等等。

          5.通過引導(dǎo)學(xué)生分析有關(guān)事例,形成初步共識:人們選用機(jī)械來做功時(shí),不僅要考慮做功多少,還要考慮機(jī)械做功的快慢。

          6.在物理學(xué)中,做功的快慢用物理量功率描述。對于機(jī)械,功率是機(jī)械性能的重要指標(biāo)。

          1.按老師的安排進(jìn)行活動。

          2.兩位參賽同學(xué)同時(shí)提書,將書從地面提升到二樓,計(jì)時(shí)員記錄時(shí)間。

          3.匯報(bào)活動情況。記錄在設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)。

          4.利用功的公式計(jì)算出結(jié)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(chǔ)上,形成對功率的物理意義的認(rèn)識。

          6.列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例,使學(xué)生體會功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān),無處不在,研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)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(xué)生活動

          1.指導(dǎo)學(xué)生回顧初中學(xué)過的內(nèi)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(gè)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(guān)系如何?

          3.抽查學(xué)生解答思考題。

          4.教師總結(jié) 功率的物理意義:功率是標(biāo)量,功率表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。表達(dá)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(gè)質(zhì)量是1.0kg的物體,從地面上方30m高處開始做自由落體運(yùn)動,求:

          (1)第1s內(nèi)重力對物體做多少功?

         。2)第2s內(nèi)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(xué)生解題過程實(shí)物投影,進(jìn)行評價(jià)。

          1.學(xué)生閱讀課文相關(guān)內(nèi)容,并解答思考題。

          2.互動交流:如何來描述快慢?

          類比:運(yùn)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(shí)間的比值來定義“功率”。

          3.練習(xí)。

          三、平均功率與瞬時(shí)功率(通過例題,加深對平均功率和瞬時(shí)功率概念的理解)

          教師活動

          學(xué)生活動

          1.展示舉例:一個(gè)質(zhì)量是1.0kg的物體,從地面上方20m高處開始做自由落體運(yùn)動,第1s時(shí)間內(nèi)下落的位移是多少?這1s內(nèi)重力對物體做多少功?第2s時(shí)間內(nèi)物體下落的位移是多少?這1s內(nèi)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(shí)間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大?

          2.學(xué)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(jié):我們可以從上面的例子可以看出即使是同一個(gè)力對物體做功,在不同時(shí)間內(nèi)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(shí)間內(nèi)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(shí)功率:為了比較細(xì)致地表示出每時(shí)每刻的做功快慢,引入了瞬時(shí)功率的概念,即5.瞬時(shí)功率是表示某個(gè)瞬時(shí)做功快慢的物理量。

          6.提出瞬時(shí)功率如何計(jì)算的問題后,引導(dǎo)學(xué)生一起推導(dǎo)得出:P=F·v為瞬時(shí)功率計(jì)算公式。

          7.應(yīng)用公式P=Fv計(jì)算m=1kg的物體做自由落體運(yùn)動中下落1s末和2s末的瞬時(shí)功率。

          8.根據(jù)上述結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考瞬時(shí)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(zhuǎn)化。隨著時(shí)間的延續(xù),重力勢能向動能轉(zhuǎn)化加快。

          1.認(rèn)真演算,闡述自己的看法。

          2.思考問題。

          3.認(rèn)真聽講,積極思考。

          4.認(rèn)真體會極限的方法,在今后學(xué)習(xí)中有很多地方要用到這種方法。

          四、實(shí)際功率和額定功率(引導(dǎo)學(xué)生自學(xué))

          教師活動

          學(xué)生活動

          指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第7頁“額定功率和實(shí)際功率”一段,提出問題,你對“額定功率和實(shí)際功率”是怎樣理解的?

          學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)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(gè)斜面,并使硬幣開始下滑,如圖5.3—1所示。仔細(xì)分析一下,在下滑的過程中硬幣共受到幾個(gè)力的作用?哪些力做正功?哪些力做負(fù)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(shí),功率是否也增大?(提示:①比較不同傾角時(shí)的功率,應(yīng)注意硬幣開始下滑處的高度應(yīng)相同。討論功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。②實(shí)驗(yàn)的分析討論,要注意所分析的是某個(gè)力的平均功率。注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析、做功分析,可利用功率的定義式,在理論上進(jìn)行的推演,使思維更加嚴(yán)密。)

          1.用CAI課件模擬汽車的啟動過程。

          師生共同討論:

         、偃绻饔迷谖矬w上的力為恒力,且物體以勻速運(yùn)動,則力對物體做功的功率保持不變。此情況下,任意一段時(shí)間內(nèi)的平均功率與任一瞬時(shí)的瞬時(shí)功率都是相同的。

         、诤芏鄤恿C(jī)器通常有一個(gè)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(dāng)路面阻力較小時(shí),牽引力也小,速度大,即汽車可以跑得快些;當(dāng)路面阻力較大,或爬坡時(shí),需要比較大的牽引力,速度必須小。這就是爬坡時(shí)汽車換低速擋的道理。

         、廴绻麆恿C(jī)器在實(shí)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(shí)間內(nèi),速度逐漸增大過程中,牽引力仍可增大,即F和v可以同時(shí)增大,但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度,即當(dāng)實(shí)際功率大于額定功率以后,這種情況不可能實(shí)現(xiàn)。

          五、典型例題分析

          教師活動

          學(xué)生活動

          1.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時(shí),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(dá)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(yùn)動,這一過程能維持多長時(shí)間?

          2.指出解決問題的思路。

          3.在實(shí)物投影儀上對過程進(jìn)行抽查評析。

          4.用實(shí)物投影儀展示正確的解題過程。

          在老師分析后求解,鞏固訓(xùn)練。

          六、師生共同小結(jié)

          通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了以下幾個(gè)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、1 kW=1000W;

          3.功率的求解公式有:P= P=Fv;

          4.平均功率和瞬時(shí)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(shí)功率。

          5.實(shí)際功率和額定功率;

          6.用P=Fv分析汽車的兩種啟動過程。

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