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高中物理必修2《功率》教案
作为一名教师,通常需要准备好一份教案,教案是教学蓝图,可以有效提高教学效率。教案要怎么写呢?以下是小编为大家收集的高中物理必修2《功率》教案,仅供参考,欢迎大家阅读。
高中物理必修2《功率》教案1
教学目标
1.功率的测量
2.功率的变形式的应用
教学重难点
重点:能用公式P=W/t解答相关的问题。
难点:理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
教学过程
学习指导一、功率的测量
●自主预习:
学校新购了一箱物理器材,小云同学将它从一楼搬到三楼,小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做的功的功率。
【实验器材】_______、___________、___________;
【实验步骤】
小彬同学设计了测量步骤如下,其中多余的是( B )
A.测出箱子的质量m
B.测出楼梯的总长度l
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出小云上楼所用的时间t
E.算出出小云搬运箱子的功率P
●小组讨论:
在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是( D )
①相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可以比较功率大小;
②爬到杆顶,测量出各自的的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小;
③爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较。
A.只有1 B.1、2 C.1、3 D.1、2、3
●教师点拨:
要测出机械功率P,只需想办法测出机械功W和对应的做功时间t,由功率的计算公式P=W/t即可求出功率。
●跟踪练习:
1.李华同学用了半分钟时间,从一楼上到二楼,他上楼的功率为80W,则他所做的功为多少J?
解:由P=W/t可得W=Pt=80W_30s=2400J
2.甲乙两人做功之比是5:6,所用时间之比是2:3,则他们的功率之比是:5∶4 。甲同学重600N,乙同学重500N,他们进行登楼比赛,从一楼跑上六楼甲用了60s,乙用了40s,则甲同学做功较多,乙同学功率较大.
3.质量为50kg的何勇同学,在一次爬杆比赛中,用12s爬到了5m高的杆顶:
(1)何勇受到的重力是多少?
(2)何勇爬杆过程中做了多少功?功率多大?
解:(1)何勇受到的重力:G=mg=50kg×9.8N/kg=490N;
(2)何勇爬杆过程中做的功:W=Gh=490N×5m=2450J,功率:P=W/t=2450/12s≈204 W。
学习指导二、 功率变形式的应用
●自主预习:
功的计算公式W= Fs,功率的计算公式P= W/t 。
●小组讨论:
1.公式P=FV的推导:
如何由P=W/t推导出P=FV? P= W/t=Fs/t=Fvt/t=Fv 。
2.公式P=FV应用:
①一汽车重20000N,受到的阻力是车重的.1/20,当汽车以20m/s的速度行驶时汽车的功率是多大?
解:汽车受到的阻力F阻=G车/20=1000N
由公式P=W/t的推导式P=FV可得汽车的功率P=FV=1000N_20m/s=20000W
②请解释为什么汽车在爬坡时总是换低速档?而在平路上换高速档?
由公式P=W/t的推导式P=FV可知,汽车的功率一定,上坡时需要获得较大的牵引力F,就必须减小爬坡速度V,所以要爬坡换低速档,平路不需要很大的牵引力,所以换高速档可以提高运行速度。
●教师点拨:
因为P=W/t,W=Fs,所以P=Fs/t=Fv。该公式可以计算瞬时功率。如果在拉力F作用下物体做匀速直线运动,则F做功的快慢也将不变。该公式表示:某个力做功的功率,等于这力乘以这个力的作用点的速度。注意公式中速度V的单位必须是m/s。
●跟踪练习:
1.功率为10千瓦的拖拉机在平直公路上匀速前进.受到的阻力是20xx牛,在半小时内拖拉机做了多少焦的功?前进了多少米?
解法一:半小时内拖拉机做的功W=pt=10kw_1800s=1.8_107J
由公式由W=Fs可得前进距离S=W/F=1.8_107J/20xxN=9000m
解法二:由公式P=W/t的推导式P=FV,
则拖拉机的运行速度v=P/F=10000W/20xxN=5m/s
前进距离S=Vt=5m/s_30_60s=9000m
半小时内拖拉机做的功W=FS=20xxN_9000m=1.8_107J
2.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为20xxN,速度为108km/h。(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。(2)求牵引力在10rain内所做的功。(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用V表示,请推导出牵引力的功率P=FV
解:(1)小汽车匀速直线运动时阻力f=F=20xxN
(2)牵引力在10min内所做的功W=Fs=Fvt=20xxN×30m/s×600s=3.6×107J
(3)牵引力的功率P=W/t=Fs/t=Fv
高中物理必修2《功率》教案2
教学目标
1、知识与技能
(1)理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义;
(2)P=w/t,P=Fv的运用。
2、过程与方法
(1)P=w/t通常指平均功率,为瞬时功率;
(2)P=Fv,分析汽车的启动,注意知识的迁移。
3、情感、态度与价值观:感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。
教学重难点
教学重点:理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
教学难点:正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、功率、额定功率、实际功率
1.基本知识
(1)物理意义:功率是表示做功快慢的物理量.
(2)定义:功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率.
(3)定义式:P=
(4)单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W.
1 W=1 J/s,1 kW=103 W.
(5)功率有平均功率和瞬时功率之分,用公式
计算的一般是一段时间内的平均功率.
(6)额定功率
指电动机、内燃机等动力机械在额定转速下可以长时间工作时的输出功率.
(7)实际功率
指电动机、内燃机等动力机械工作时实际消耗的功率.
实际功率往往小于额定功率,但在特殊情况下,如汽车越过障碍时,可以使实际功率在短时间内大于额定功率.
2.思考判断
(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率.(√)
(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小.(×)
(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作.(√)
探究交流
去过泰山的同学会遇到挑山工,假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶,两者对货物做的功相同吗?做功的功率相同吗?
【提示】两者对货物做的功都等于克服重力做的功,由于将相同的货物运往相同高度的山顶,因此两者做相同的功,而用缆车运送货物所用时间远小于挑山工的用时,根据功率定义知缆车的做功功率远大于挑山工的做功功率.
二、功率与速度
1.基本知识
(1)功率与速度的关系式
P=Fv(F与v方向相同).
(2)推导
(3)应用
由功率速度关系式知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度.
2.思考判断
(1)物体的速度为v,则重力的功率一定是mgv.(×)
(2)汽车的速度越大,牵引力的功率也越大.(×)
(3)汽车以恒定功率启动时,加速度减小.(√)
探究交流
在越野比赛中,汽车爬坡时,常常换用低速挡,这是为什么?
【提示】由P=Fv可知,汽车在上坡时需要更大的牵引力,而发动机的额定功率是一定的,换用低速挡的目的是减小速度,进而增大牵引力.
【问题导思】
1.什么是平均功率和瞬时功率?
2.如何求平均功率和瞬时功率?
3.P=Fv中的三个物理量有什么制约关系?
1.平均功率
平均功率表示在一段时间内做功的平均快慢.平均功率与某一段时间(或过程)相关,计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率.
2.瞬时功率
P=Fv·cos α(α表示力F的方向与速度v的方向间的夹角),它表示力在一段极短时间内做功的快慢程度.瞬时功率与某一时刻(或状态)相关,计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)做功的功率.
也可用于计算瞬时功率,此时时间极短,t→0,但在中学阶段较少用到.
3.P=Fv中三个量的制约关系
误区警示
1.求平均功率时必须说明是哪段时间或哪一个过程的平均功率.可由
或P=F计算.
2.公式P=Fv仅适用于F与v方向相同的情况,若F与v方向不同,则用P=Fvcos α来计算功率,其中α是F与v的夹角.
例:如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)前2 s内重力做的功.
(2)前2 s内重力的平均功率.
(3)2 s末重力的瞬时功率.
【审题指导】解答本题应注意下列问题:
(1)前2 s内重力方向上物体的位移.
(2)前2 s内物体的平均速度.
(3)2 s末物体的'速度.
(4)重力和速度的夹角.
【答案】 (1)48 J(2)24 W (3)48 W
规律总结:求解功率时应该注意的问题
1.首先要明确是求哪个力的功率,是某个力的功率,还是物体所受合力的功率,汽车的功率是指汽车牵引力的功率,起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率.
2.若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,再确定该时刻或该位置的速度,应用公式P=Fv,如果F、v不同向,则投影到相同方向再计算.
四、机动车的两种启动方式
【问题导思】
1.如何分析机车恒定功率启动时的运动性质?
2.机车以恒定加速度启动时,功率怎么变化?
3.如何用图象描述两种启动过程?
1.分析机车以恒定功率启动的运动过程
2.分析机车以恒定加速度启动的运动过程
汽车先以恒定的加速度启动,达到额定功率P额后再以恒定功率运动,因此启动过程分为两个阶段:
误区警示
1.在P=Fv中因为P为机车牵引力的功率,所以对应的F是牵引力,并非合力.
例:在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW,质量为10 t,设阻力恒定,且为车重的0.1倍(g取10 m/s2).
(1)求汽车在运动过程中所能达到的最大速度.
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
(3)若汽车以额定功率不变从静止启动后,当汽车的加速度为2 m/s2时,速度多大?
【审题指导】解答该题应注意以下问题:
(1)汽车达到最大速度时牵引力等于阻力.
(2)匀加速运动时牵引力恒定,且可用牛顿定律求出.
(3)匀加速运动结束时汽车达到额定功率.
【答案】 (1)10 m/s(2)13.4 s(3)3.3 m/s
规律总结:机车启动问题的求法
1.机车的最大速度vm的求法:机车达到匀速前进时速度最大,此时牵引力F等于阻力Ff,故
五、功率问题的实际应用
例:跳绳是一种健身运动,设某运动员的质量为50 kg,他每分钟跳180个,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?(g取10 m/s2)
【答案】 75 W
规律总结:求解本题的关键是求平均功率的时间应是跳跃一次时间T,而非上升过程所用时间2(t),即要明确求的是哪段时间内的平均功率.
课后小结
板书
第三节功率
1、功率
在物理学中,一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值w/t,叫做功率。用p表示
P = w / t
功率的单位( J/s)或瓦特,符号是W。1 kW=1 000W,另外还有一个应该淘汰的常用单位:马力,1马力=735 W。
(1)p=w/t指平均功率。
(2)用这个公式也可以表示瞬时功率,当△t→0。时,即表示瞬时功率。
(3)功率是描述力对物体做功快慢的物理量。
2、对额定功率和实际功率的学习
(1)额定功率:指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
(2)实际功率:指机器工作中实际输出的功率。
3、功率与速度
根据公式P = F v
(1)当功率P一定时,F与v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。当交通工具的功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。所以汽车上坡时,司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。
(2)当速度v一定时,P与F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。汽车从平路到上坡时,若要保持速率不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
(3)当力F一定时,功率P与速度v成正比,即速度越大,功率越大。起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升,输出的功率不等,速度越大,起重机输出的功率越大。
高中物理必修2《功率》教案3
教学目标
1、知识与技能
(1)理解功率的公式。
(2)知道功率的单位。
2、过程与方法
通过对实例的分析,讨论、归纳,提高学生的分析、概括能力。
3、情感与价值观
通过对实例的分析,培养学生一切从实际出发的辩证唯物主义观点。
教学重难点
重点:(1)功率的概念,物理意义。
(2)能用公式P=W/t解答相关的问题。
难点:理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
教学工具
多媒体设备
教学过程
一、复习引入
做功的两个必要因素是什么?
说出功的公式和单位。
什么叫电功率?它的公式、单位是什么?
二、新课教学
问题:在施工现场,有一堆砖,需要搬到正在修建的楼房上去,我们可以采用几种方法搬上去呢?
多种方法:人分批搬上去;用滑轮组分批搬上去;用起重机一次吊上去。
这几种方法,做功哪个多?
有什么区别?
这几种方法所做的.功是一样多的,可花的时间不同。我们说他们做功的快慢是不同的。就是说,物体做功时有快有慢。为了描述物体做功的快慢,我们引入了一个新的物理量,叫功率。
在物理学中用功率表示做功的快慢。单位时间内所做的功叫做功率。用P表示功率。
分析,用比值定义法。
P=W/t
P——功率W ——功t——时间
功率的单位:J/s,即瓦特,简称瓦,用符号W表示。
其它功率单位:1kW=103W
注:分清表示物理量中W与表示单位中W的含义。
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