鲁科版物理必修2全册教案.doc

第一章 第一节 机械功三维目标知识与技能1.知道功的定义，理解做功的两个必要因素；2.在具体的物理情景中判断物体所受各力是否做功以及做功的正负；3.掌握合力做功的两种计算方法.过程与方法1.初中旧知识的扩展、迁移.通过举例和分析来解决重点，突破难点；2.理解正负功的含义，并会解释生活实例.情感态度与价值观1.功与生活联系非常密切，通过探究生活实例来探究功，从而培养学生的细心观察能力，抽象总结日常生活现象、规律的能力；2.通过介绍我国人民在机械领域的辉煌成就，以及先进的现代机械技术以达到民族自豪感的情感教育和激励自我为祖国争光的目的；3.在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度.教学重点 1.功的概念；2.功的计算公式.教学难点 1.如何判定各个力做功的正负；2.各个力所做的总功的计算. 教学过程导入新课教师活动：同学们在初中已经学过有关功的知识了，现在我来考考大家，看谁学得最扎实！来看这样一个生活中的例子，某同学做值日时从一楼提水到二楼，请问他做功了吗？学生思考并回答：做功！教师接着问：当他提着水从走廊的一端走向另一端时又是否做功呢？学生思考并回答：不做功！教师提问：很好！那大家再回顾一下初中阶段我们学过做功的两个因素是什么?学生思考并回答：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动的距离.扩展：高中我们已学习了位移，那做功的两个要素我们可不可以认为是：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的位移呢？答案是肯定的.如果作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿力的方向运动，经过位移s，则F与s的乘积叫做机械功（mechanicalWork），简称功（Work），用W来表示，W=Fs.举例说明力对物体做了功（用多媒体展示物理情景）：人推车前进时；起重机提起货物；列车在机车的牵引力作用下运动.小结：力做功的两个要素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上发生的位移.推进新课一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了机械功.在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？难道就不做功吗？（用多媒体展示物理情景）人用一个与水平方向之间有夹角的一个力去拉物体并在水平方向上移动了一段距离，让学生来判断人的拉力是否对物体做功？此时教师引导：从力产生效果的角度，此力是否有水平方向使物体发生位移的效果呢？学生思考并回答：是有效果的！教师接着提问：这种力的功又如何去求呢？如果方向相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中知识的基础上进行拓展.1.机械功教师提出问题：在现实生活、生产中，经常见到作用于物体上的力与物体位移的方向成一个夹角的情况，例如刚才大家看到的人用一个与水平方向之间有夹角的一个力去拉物体并在水平方向上移动了一段距离.这样一个实际问题如何用我们的物理学知识去解决呢？我们对于复杂的实际问题，往往会转换为一个简单物理模型来处理的.即突出问题的主要因素，排除无关因素，忽略次要因素.达到能够对实际问题给出反映其物理本质的，简单可行又符合精确度要求的描述或计算.下面我们就将刚才的实际情景转化为我们熟知的物理模型.物理模型：物体在与水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的位移为s，如上图所示，求力F对物体所做的功.教师引导：根据力的分解中力与分力之间的等效关系，我们可以把F沿两个方向分解，即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如右图所示.这两个分力的功分别为多大？学生思考并回答：据做功的两个不可缺少的因素可知，分力F1对物体所做的功等于F1s.而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零.所以，力F所做的功W=W1W2=W1=F1s=Fscos.教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式.力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积.即WFscos.W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s表示物体所发生的位移，为F和s之间的夹角.功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积.在SI制中，功的单位为焦.1 J=1 Nm在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制.即W力对物体所做的功焦耳(J)F物体所受到的力牛(N)s物体所发生位移米(m)力F和位移之间的夹角.2.机械功的计算通过上边的学习，我们已明确了机械功与力F和位移s以及它们之间的夹角三者之间的关系WFscos.并且知道了角的取值范围是180.那么，在这个范围之内，cos可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0.请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论.学生认真阅读教材，思考老师的问题.当=/2时，cos=0，W=0.力F和位移s的方向垂直时，力F不做功；当/2时，cos0，W0.这表示力F对物体做正功；当/2时，cos0，W0.这表示力F对物体做负功.教师活动：投影学生画图情况，点评、总结.教师活动：提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明.学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义,回答老师的问题.教师活动：倾听学生回答，点评、总结,并就书上飞机降落减速的例子加以分析加深学生对正负功的理解.总结：功的正负表示动力对物体做功还是阻力对物体做功功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力.当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用.即功是标量，只有量值，没有方向.功的正负是借以区别谁对谁做功的标志功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负.我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果.正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映.同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述.一个力对物体做负功，我们往往说成物体克服这个力做功.打个比喻，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人.例如：一个力对物体做了-6 J的功，可以说成物体克服这个力做了6 J的功.3.几个力共同做功的计算刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而实际生活中物体所受到的力往往不止一个，那么，当物体在多个外力共同作用下运动时，如何求解这几个力对物体所做的功呢?投影启发，铺垫式问题：如图所示，一个物体受到拉力F1的作用，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何?物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?学生认真审题，解决问题.教师活动：投影学生解题过程，点评总结.【教师精讲】物体受到拉力F1、滑动摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用.重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90；F1所做的功为：W1=Fscos，滑动摩擦力F2所做的功为：W2=F2scos180= -F2s.各个力对物体所做功的代数和为：W=（F1cos-F2）s根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cos-F2，合力方向向右，与位移同向，合力所做的功为：W=Fscos=（F1cos-F2）s .总结：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的功可以用下述方法求解：（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和；（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功.自我探究：学生独立完成书上有关斜面上的有关各个力做功以及合力做功的问题.教师点评总结.【知识拓展】4.关于“功”的计算例1以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（）A.零B.-fh C.-2fh D.-4fh解析：在小球从抛出至落回原地的过程中，小球所受阻力的方向变化了，所以是变力，如何求这一变力做的功，可分段处理，上升和下降阶段阻力均做负功，且均为-fh,故Wf=-2Fh.答案：C点拨：对于变力所做的功，可分段处理，求出每一段上（转换为恒力）该力所做的功，再求各段上功的代数和，或者求平均力，再求平均力所做的功.例2一个人用大小为F的力对放在粗糙地面上的重物踢一脚，结果物体在地面上移动了s m.问：人对重物是否做功？教师点拨：这个问题包括了两个物理过程：一是从脚开始踢，到脚与物离开前；二是物与脚离开后移动了s m.对于前者，考虑到物体由静止变为运动，获得了动能，故在脚与物体接触的这段短暂时间内，人对重物做了功，但做功的数值并不等于Fs.对于后者，物体虽有位移，但人对物体没有力的作用，故人对物体不做功.课堂小结1.功的求解公式WFscos，其中指的是F和s之间的夹角.2.功是一个可以有正负的标量，它的正负是由cos的正负决定的.3.求解力对物体所做总功的两种方法.学生总结课堂内容，是培养学生概括总结能力的一个重要途径.教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架.板书设计一、机械功机械功的一般表达式WFscos适用条件：恒力对物体做功功的单位：焦耳（牛米）二、机械功的计算功是标量但有正负之分WFscos，功的正负取决于cos值的正负.三、求解力对物体所做总功的两种方法（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和；（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功.教学反思：第一章 第二节 功和能三维目标知识与技能1.知道功的原理，明确任何机械均不能省功;2.认识斜面是一种典型的简单机械，并能分析其在生活中的实例;3.知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量;4.知道物体能够对外做功是因为物体具有能量;5.理解功是能量转化的量度;6.理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒.过程与方法1.通过实验探究揭示物理事实，总结物理规律;2.能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量问题;3.知道功和能之间的区别和联系.情感态度与价值观1.通过实验探究揭示物理事实这一过程体验，培养学生实事求是，尊重事实的良好品质;2.通过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角度去探索自然规律.教学重点 1.理解功的原理；2.理解功和能的关系；3.知道能量的转化用做功的多少来量度.教学难点 在具体的问题中如何得到能量的具体转化情况，并用做功来定量地反映这种转化.教具准备 演示实验器材：1.木板（上面有等距离直线）一块；2.木块一个；3.硬纸板（制杠杆模型）；4.图钉一个. 课时安排1课时 教学过程导入新课教师提问： 复习做功的两个必要因素是什么？学生回答：一、作用在物体上的力；二、物体在力的方向上发生的位移.教师接着问：人类很早就已经开始使用机械来做功了，那人们使用简单机械的作用是什么呢？学生思考并回答：使用简单机械可以省力，或者省距离，或改变力的方向.教师活动：使用简单机械可以省力，或者省距离，但是能省功吗？下面我们就来研究可不可以找到既可以省力又省位移的机械.推进新课一、功的原理（板书）教师提问：要把这个物体运到高处，有哪些方法？学生思考并回答：可以用手直接把物体提上去；可用杠杆把物体提上去；还可以用动滑轮或滑轮组把物体提升上去.教师活动：很好，用手把物体提上去，力对物体做功了吗？做了多少功？请观察实验.演示1在木板前将物体拉升h（高度）W=Gh演示2用杠杆来提升物体.用硬纸板制成杠杆，一端用图钉固定在木板上，动力臂为阻力臂的三倍.让物体底面和动力作用点分别对准一条直线，请大家观察.教师提问：这个杠杆是什么类型？F为多大？学生思考并回答：是省力杠杆，F=G/3.教师提问：当用力F匀速将物体提升h时，F对杠杆做功了吗？为什么？学生回答：做了，因杠杆沿力F的方向移动了距离.教师接着提问：那移动的距离又是多少？（动力作用点）学生回答：是物体升高距离的3倍，即3h.教师提问：在提升过程中杠杆对物体做功了吗？做的功是多少？学生回答：W=Gh.教师提问：哪个功相当于人直接用手做的功？动力对杠杆做功如何计算？学生回答：杠杆对物体做的功.人直接用手做的功W=Gh.人利用杠杆做的功.即W= W（板书）.演示3用刚才的杠杆，使动力臂为阻力的一半时，请观察（匀速提升物体）.这是什么类型的杠杆，F为多大？费力杠杆，F=2G当物体升高距离为2h时，动力作用点移动的是多少？动力作用点移动的距离为h，人对杠杆做的功W=2Gh人不用杠杆做的功：同样 W=2Gh即W用杠杆=W不用杠杆（板书）教师提问：无论使用省力杠杆还是费力杠杆能够省功吗？使用省力杠杆和费力杠杆都不能省功.为什么？两次实验结论都是，人利用机械做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功.学生实验学生实验分成两个内容，两人一组，学生分成两部分，两个实验并进.分组实验1（用轻质滑轮）实验装置如图，将重2 N的物体匀速提升0.2 m.注意强调用手匀速，竖直向上拉绳时，.并将实验数据填在表格里，（把表格投影出来）并计算出 W用和W不用.分组实验2（用较重的铁制滑轮）用一动一定滑轮组成滑轮组，将重2 N的物体匀速提升0.2 m，实验装置如图,测量数据及注意事项与实验1相同.实验记录（投影）实验内容物重G（N）提升高度h（m）拉力F（N）实移距离s（m）用滑轮做功（J）不用滑轮做功（J）120.210.40.40.4220.21.50.40.40.6实验讨论：请做实验的同学将实验结果进行比较后，能够得出的结论是什么？利用动滑轮做的功，等于不用动滑轮而直接用手所做的功.做实验2的同学的实验结果是什么？利用滑轮组所做的功大于不用机械所做的功.为什么与实验1的结论不同呢？W用W不用（板书）.教师点评：因为我们实验2中的动滑轮比实验1中动滑轮重得多，在提升物体的同时还要把动滑轮提起来，自然要多做些功.下面请大家用弹簧测力计测出动滑轮的重是多少？G=1 N.这时人用滑轮组做的功:W用=W不用+W轮教师总结：这节课我们做了四个实验，据实验结果请回答:1.省力机械还是费力机械能够省功？都不能省功.2.自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力小到可忽略不计的机械能够省功？都不能省功我们把自重和摩擦力小到可以忽略不计的杠杆视为理想机械，由前三个实验可见功的原理（principle of work）：使用任何机械时，动力对机械所做的功，总是等于机械克服阻力所做的功，或表述为等于不用机械而直接用手所做的功（适用于理想的机械）.但无论是理想机械还是非理想机械都有：W输入=W输出+W损失即使用任何机械都不能省功.教师提问：不省功的原因是什么呢？因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力距离，所以不能省功.我们的结论是利用简单机械研究的结果，能适用于复杂机械吗？同样适用.因为复杂机械是由简单机械组合而成的.例：自行车是由多个杠杆、轮轴等简单机械组成的，所以利用自行车做功也不能省功.【知识拓展】斜面知识请看课本P9图110中工人师傅将很重的木块，沿搭在高处的木板推上去，这情景生活中常常能够见到.这个木板也是一种简单机械叫斜面.斜面是省力还是费力的机械？学生回答：省力的简单机械.教师活动：斜面是一种省力的简单机械.斜面为什么能够省力？省多少力？我们根据功的原理可以求出：WG=Fl=Gh假设斜面很光滑，无摩擦时.F=Gh/l=Gsin由公式可见，斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一，所用的力可以小于重物所受的重力，也就是说斜面可以省力.教师总结：要使重物升高相同的高度，斜面越长越省力.（板书）用多媒体介绍一些斜面应用的例子：工人师傅将油桶沿斜面推上车，怎样才能更省力？搭在车上的木板越长越省力.教师提问：为什么有人沿盘山公路上山觉得费劲时，就在公路上走S形路线.因为盘山公路是个大斜面，当使物体升高相同的高度，斜面越长越省力.走S形路线相当于加长了斜面的长度，因此走S形路线更省力.简单介绍螺旋是一种变形的斜面，它能省力，也能节省空间.二、做功和能的转化初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变.这是我们在初中已经学过的功和能的有关知识，对功和能也有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系.(一)能的概念1.用多媒体展示下列物理情景，并把四幅图对比在同一画面上（1）流动的河水冲走小石块.（2）飞行的子弹穿过木板.（3）自由下落的重物在地上砸了一个坑.（4）压缩的弹簧把物体弹出去.2.分析概括图片中流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功.3.总结：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能.(板书)4.请同学们结合生活，举些物体具有能量的例子.张紧的弓能够做功，所以它具有能.电动机通电后能够做功，它具有能.打夯机能做功，它具有能.流动的空气能做功，它具有能.5.结合学生所举的例子总结：物质的不同运动形式对应着不同的能.例如：有形变的弹簧具有弹性势能；流动的空气具有动能等.6.（1）演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动.（2）分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能.松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能.（3）总结：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中能量守恒.7.用多媒体展示几种现象，学生分析能量的转化情况.（1）水冲击水轮发电机发电.机械能电能（2）太阳出来，照耀森林.太阳能生物能（3）傍晚，电灯亮了.电能光能(内能)过渡：上边我们分析了几种能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功.那么功和能之间到底有什么关系呢?(二)功和能的关系1.用多媒体展示下面几个过程（1）人拉重物在光滑水平面上由静止到运动.（2）在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动.（3）火车在铁路上前进.2.师生共同分析（1）在人对重物做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能.（2）在水力发电厂中，水流冲击水轮机转动，从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能.（3）火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能.在上述过程中，发生了能量转化且都伴随着做功过程，（板书）做功使不同形式的能量发生转化.过渡：那么在能量转化中，能量的转化和所做的功之间有什么关系呢?3.举例说明（1）举重运动员把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增加，同时运动员消耗了体内的化学能，且运动员做了多少功就有多少化学能转化为重力势能.（2）被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小，且弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能.类似的例子还很多，归纳得到：做了多少功，就有多少能量发生转化.（板书）功是能量转化的量度.过渡：通过上述分析，功和能之间有着密切的联系，那么它们之间有什么不同呢?4.教师概括功和能的不同（1）功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量；能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量.（2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度的，但功和能不能相互转化.课堂小结通过本节课的学习，我们知道了机械功的原理以及功和能之间的关系两部分内容.了解了任何机械都不能既省力又省位移，即使用任何机械都不能省功.做功的过程就是能量转化的过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化.在以后的学习中，要注意运用功和能的观点、能的转化与守恒定律来分析和解决问题.板书设计一、功的原理：使用任何机械时，动力对机械所做的功，总是等于机械克服阻力所做的功.1.使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功（适用于理想机械）.2.使用任何机械都不省功.3.斜面是一种省力的机械.教学反思：第一章 第三节 功率三维目标知识和技能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=Fv的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。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通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。2学会求解各种不同的功率。3运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。情感态度与价值观1使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。2提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。3培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。【教学重点】1理解功率的概念。2知道功率的种类及其计算。【教学难点】1功率的表达式P=Fv的物理意义和运用。2瞬时功率和平均功率的计算。课时安排1课时 教学过程新课导入 教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。）预测学生所举事例可能有：1、人上高楼（如8层楼）时，乘电梯比走路要快得多； 2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多； 3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多；4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多；（列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值，激起学生的求知欲。）功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。）教师：在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t的货物从地面运到三楼，方式一：搬运工分批搬运，需时间3h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30 s上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题：1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同？2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？结论：对重物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功快慢不同。教师：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。（引导学生思考：如何比较物体做功快慢？讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。）预测学生可能有以下认识：1、选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；2、选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢；3、类比“速度”的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”；教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。新课推进一、功率的含义1定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。 （板书）2定义式：P=W/ t （板书）3物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 （板书）4单位：（板书）教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。国际单位：瓦特（w），常用单位：千瓦（kw）或焦耳/秒（J/s）（板书）W功单位：焦耳（J）做功所用时间单位：秒(s)换算关系：kw = 1000 ww=J/s（板书）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。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。5. 功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。（板书）6. 讨论与交流：小实验：把一段粉笔放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使粉笔开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力不做功？如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？提示：（1）比较不同倾角时的功率，应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。（2）实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行推演，使思维更加严密。7. 一些常见机械做功功率（1）汽车发动机5104 W15104 W （2）摩托车约2103 W（3）喷气客机约2108 W （4）人心脏跳动的功率1.5W左右（5）火箭的发动机约11013 W （6）万吨巨轮106W以上（7）蓝鲸游动的功率可达350kW （8）人的平均功率约1102 W（9）优秀运动员短时间内的功率可达1000W二、功率P与力F、速度v的关系 （板书）1. 功率与力、速度的关系推导 （板书）教师：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？预测学生的回答可能有：（1）载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大；（2）载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小；（3）载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些；接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。（让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯）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，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？（注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。）2.公式：P=Fv （F与位移s或v同方向）（板书）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。分析讨论：由v = s / t求出的是物体在时间内的平均速度，代入公式P=F v求出的功率是F在时间内的平均功率；如果取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。总结： v是平均速度，P是平均功率（F为恒力，且F与同向）（板书）P=Fv v是瞬时速度，P是瞬时功率（板书）说明：如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。教师：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？ 预测学生的回答可能有：（1）加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。（2）汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。师生共同分析：（1） 根据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，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只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） 这是一种正确的操作方式，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。教师根据课堂需要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？（汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，来得到较大的牵引力。）（2）汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做？（汽车上坡时，要保持速度不变，就必须加大油门，增大输出功率来得到较大的牵引力。）（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？（起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，由于牵引力与重物的重力相等，即牵引力保持不变，发动机输出的功率越大，起吊的速度就越大。）思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？教师：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。教师：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？（人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。）教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？教师：你对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的？ 额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额定功率下工作。实际功率：机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率（称满负荷运行），但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。机车启动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。 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，必须注意F、v与P的同时性。很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？并与同学进行交流。教师：（1）当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？ （2）当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？（3）当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系？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，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。3.推广式：P=Fvcos （为力F与瞬时速度v方向间的夹角）说明：（1）当F为合外力时，P为合外力做功的功率；当F为某一外力时，P为该力做功的功率；（2）在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度。板书设计一、功率的含义1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率2.功率的公式：P=（适用求平均功率）3.功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量国际单位：瓦（w）4.功率的单位： 常用单位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）换算关系：1kw=1000w=1000J/s5.功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢二、功率与力、速度的关系 1.功率与力、速度的关系的推导2.公式：P=Fv （F与位移s或v同方向） v是平均速度，P是平均功率（F为恒力，且F与同向）P=Fv v是瞬时速度，P是瞬时功率F一定时，Pv 据P=Fv可得 v一定时，PF P一定时，F 3.推广式：P=Fvcos （为力F与瞬时速度v方向间的夹角）教学反思：第一章 第四节 人与机械三维目标教学过程知识和技能1巩固机械功的原理；来源:学科网ZXXK2能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；3理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；来源:学科网ZXXK4了解现代机械的发展水平。过程和方法注意初中旧知识的扩展、迁移。通过举例和分析来解决重点，突破难点。理解功率和机械效率的不同物理意义。情感态度与价值观1通过对机械效率的学习，领悟到不论什么情况下提高机械效率都是十分重要的，它不仅有很高的经济价值，还能提高人们的效率意识，而讲究效率正是现代人必须具备的基本素质之一。2树立崇高的理想，大胆地发明、创造，以不断改造人类自己的生存条件，最终达到人与自然的和谐发展。【教学重点】1能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；2理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。【教学难点】1理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；2辨证认识智能化机械使用的利与弊。【教学时数】 1课时【教学过程】新课导入 教师：前面我们已经学习了功率的概念，请同学们回顾一下引入功率这一概念的物理意义是什么？预测学生的回答可能有： 1、功率是描述做功快慢的物理量； 2、功率大就意味着单位时间内做的功就越多； 教师：机械是不是可以随意地增大自己的功率呢？预测学生的回答可能有：1、不可以随意地增大自己的功率，任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率2、可以增大自己的功率，只要加大油门；3、可以增大自己的功率，只要换个发动机就行了；新课推进一、功率与机械效率教师：功率的大小是衡量一个机械做功能