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功和功率的教学设计

精品资料

高中物理教学设计
《功和功率》
物理教研室：尚亚军

【教学目标】  
　　一、知识目标 
　　1、理解功的概念，知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少折因素，知道功的计算公式W=Fscosα，会用这个公式进行计算恒力做功。会用动能定理求变力做功。 
2、理解正功和负功的概念，掌握力对物体做正功还是做负功的几种方法，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。
3、理解功率的概念，知道如何求平均功率和瞬时功率，会求平均功率和瞬时功率。
4、掌握汽车的两种起动问题，以恒定功率启动和以恒定牵引力启动。
5、会用函数关系分析图像问题。
　　二、能力目标 
　　培养学生理解能力和缜密的逻辑思维能力，及运用数学知识解决物理问题的能力。
三、德育目标
让学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
【教材分析和学情分析】
解决物理问题有两条思路，牛顿运动定律和功能关系。 功的讲解应从做功的两个要素和能量转化的角度入手，让学生理解做功是能量转化的过程，功是能量转化的量度，做了多少功就有多少能量转换。学生虽然在二年级学过功和功率，但没有把知识整合成串，尤其是从能量这条思路解题,学生还没有养成好习惯。本节课要让学生认识到用能量观点解题的优越性。

　　【教法建议】 
　　可以让学生先预习本节内容，并填写相关填空题（让学生对本节内容有一个大致的了解。然后教师对本节的概念进行逐一讲解，以讲解例题的形式来帮助学生认识本节的内容。然后小节。最后学生演板练习本节课习题，通过练习发现本节课学生还存在的问题。通过课堂提问提高学生听课的注意力和发现学生存在的问题。
　　【教学重点】
　　功的计算方法及正功负功的物理意义和功能关系。 
　　【教学难点】 
　　机车启动的两种方法和功能关系 
　　【教学过程】
一、预习课本及练习册并填写相关填空题。
二、新课教学
1、功 （1）功的计算公式W=Fscosα，做功的两个要素是力和物体在力的方向上发生的位移。
【例1】 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，用水平
推力F使斜面体向左水平匀速移动距离l，物体与斜面
始终保持相对静止，如图5－1－5所示．求：
(1)m所受各力对它做的功各是多少？
解析：(1)m受力方向及位移方向如右图所示．因物体匀速
移动，则支持力FN＝mgcos θ，静摩擦力Ff＝mgsin θ，因
mg、FN、Ff均为恒力，由W＝Flcos α可得重力做的功WG
＝0支持力做的功WFN＝mgcos θ·l·sin θ＝mgl·sin θcos θ静摩擦力做的功WFf＝mgsin θ·l·cos(180°－θ)＝－mgl·sin θcos θ
（通过此例题加深学生对功的公式的应用的认识，让学生充分体会做功的两个要素力和物体在力的方向上发生的位移。以及总功的求法有1、先求合外力，然后用功的公式求出总功。2、先求出各力做的功，然后把各力做的功进行代数和。3、利用动能定理。）
（2）正功与负功根据W＝Flcos α可知：

0≤α＜90°
α＝90°
90°＜α≤180°
功的正负
W＞0
W＝0
W＜0
意义
力F对物体做正功
力F对物体不做功
力F对物体做负功
力F是动力还是阻力
动力

阻力
（除了可以利用力和位移夹角的关系去判断做正功和做负功，还可以利用力和瞬时速度的夹角关系去判断力做正功和负功，还可以利用功能关系去判断，此处需要补充这些知识）思考讨论，归纳得到，功的正负既不表示大小，也不表示方向，正功表示动力对物体做正功，让物体的动能增加，负功表示阻力对物体做负功，让物体的动能减少。 
2、功率有平均功率和瞬时功率 ① P=W/t，P为平均功率 ②P＝Fvcos α(α为F与v的夹角) ，v是平均速度，则p为平均功率。V是瞬时速度，则p为瞬时速度）．
【例2】如图5－1－2所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，以下说法正确的是 (　　)
A．牵引力与克服摩擦力做的功相等
B．牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功
C．合外力对汽车不做功
D．重力做功的瞬时功率会变化
解析：牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零，A、B错误；因汽车做匀速率运动，动能增量为零，故合外力对汽车不做功，C正确；重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的乘积，故瞬时功率会变化，D正确。
（通过此例题的讲解，让学生认识到计算瞬时功率时一定要注意力和瞬时速度的夹角一定不能丢。此题还复习了功能关系，让学生认识到用能量观点去解题的优越性，还让学生学习了如何求变力做的功。） 
3、机动车的两种启动方式：对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，以恒定功率启动和以恒定加速度启动。现在比较如下：
两种方式

以恒定功率启动

以恒定加速度启动

P－t图
和v－t图

OA段
过程分析
v↑⇒F＝↓⇒a＝↓
a＝不变⇒F不变P＝Fv↑直到P额＝Fv1
运动性质
加速度减小的加速直线运动
匀加速直线运动，维持时间t0＝
AB段
过程分析
F＝F阻⇒a＝0⇒
F阻＝
v↑⇒F＝↓
⇒a＝↓
运动性质
以vm匀速直线运动
加速度减小的加速直线运动
BC段
无
F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动
（说明：机车启动的两类问题是孤立的问题，和其他知识没有太大的联系，学生只要掌握了就可以在考试得到这类题的成绩，同时也锻炼了学生用图像分析问题的能力。）
三、板书设计 
（一）功
1、功的两个要素：力和在力的方向上的位移
2、功的公式：W=Fscosα
3、正功和负功：正功表示动力功，负功表示阻力功，功的正负既不表示大小，又不表示方向。
　 （二）功率
1、定义：功与完成功所用的时间的比值
2、物理意义：描述力对物体做功的快慢
3、公式： P=W/t，P为平均功率 P＝Fvcos α(α为F与v的夹角) （v是平均速度，则p为平均功率。V是瞬时速度，则p为瞬时速度）。
（三）机动车两种启动方式
1、以恒定功率启动：
2、以恒定加速度启动：
四、教学反思
本节课重在理解功的定义及正功和负功的定义。本节课学习的过程就提高了学生的理解能力，分析问题的能力及用图像解题的能力和总结归类的能力。设计本节课的目的重在提高学生学习的能力和尝试做事的态度，不怕失败，只要努力去做，终究会成功。

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