提前做好计划安排,有利于新工作的顺利开展,下文为大家整理了人教版初三物理功率教学计划模板,希望能帮助到大家。
【教学目标】
1.理解功率的概念。
2.知道功率的定义和定义式
,能够用公式
解答有关的问题。
3.知道公式
的物理意义,能够用公式
解答有关的问题。
4.区别性理解额定功率、实际功率和最大功率;
【重点、难点分析】
1.功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
2.瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。学生往往认为,在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
【主要教学过程】
一、引入课题
首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容,重点是功的概念和功的物理意义。
然后提出力对物体做功的实际问题中,有做功快慢之分,物理学中又是如何来描述的?这节课我们就来研究这个问题。
二、教学过程设计
1.功率
初中同学们学习过功率的有关知识,都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量。我们一起讨论一些问题。力F1对甲物体做功为W1,所用时间为t1,力F2对乙物体做功为W2,所用时间为t2,在下列条件下,哪个力做功快?
A.
B.
C.
D.
上述条件下,哪个力做功快的问题学生都能作出判断,其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来,然后总结并板书如下:
功率是描述做功快慢的物理量。
功和完成这些功所用的时间之比,叫做功率。如果用
表示功,
表示完成这些功所用的时间,
表示功率,那么
。
明确告诉学生上式即为功率的定义式,然后说明
的单位,
用
、
用
作单位,
的单位为
,称为瓦特,符号为
。最后分析并说明功率是标量。
接下来着重说明,功率的大小与单位时间内力所做的功为等值。
至此,再将功的定义式与速度
的定义式作类比,使学生理解,虽然研究的是不同性质的问题,但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)。然后提出问题,与学生一起讨论功率的物理意义。
上一节我们讲了功的概念、功的公式之后,经过分析和讨论,对功的物理意义已有所了解。谁能复述一下?
在学生说出做功过程是能量转化过程之后,立即启发:那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗?因此,应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量,并将这一认识进行板书。
2.平均功率与瞬时功率
举例:一个质量是
的物体,从地面上方
高处开始做自由落体运动,第
时间内下落的位移是多少?(与学生一块算出是
,
)这
内重力对物体做多少功?(与学生一起算出
)第
时间内物体下落的位移是多少?(
)这
内重力对物体做多少功?(
)前
和后
重力对物体做功的功率各是多大?(
)这
时间内重力对物体做功的功率是多大?(
)
指出即使是同一个力对物体做功,在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。因而,用
求得的功率只能反映t时间内做功的快慢,只具有平均的意义。板书如下:
(1) 平均功率
为平均功率的定义式。
(2)瞬时功率
为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢,引入了瞬时功率的概念,即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量。
提出瞬时功率如何计算的问题后,作如下推导:
一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式(
),
而
,故有
仍为平均功率。
上式中,当
时,
即为瞬时速度,因而有下式:
此为瞬时功率计算公式
讨论:
①如果作用于物体上的力
为恒力,且物体以速度
匀速运动,则力对物体做功的功率保持不变。此情况下,任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的。
②很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作(如汽车),根据
可知:
当路面阻力较小时,牵引力
也小,
可以大,即汽车可以跑得快些;
当路面阻力较大,或爬坡时,需要比较大的牵引力,
必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
③如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内,速度逐渐增大过程中,牵引力仍可增大,即F和v可以同时增大,但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度,即当
以后,这种情况不可能实现。
应用公式
计算
的物体做自由落体运动中下落
末和
末的瞬时功率。
由
按公式求得
;由
按公式求得
。
根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义。最后指出,此题中是重力对物体做功,使重力势能逐渐向动能转化。随着时间的延续,重力势能向动能转化加快。
3.例题讲解
例1 如图1所示,位于水平面上的物体
的质量
,在
的水平拉力作用下从静止开始向右运动,位移为
时撤去拉力 。求:在下述两种条件下,力
对物体做功的平均功率各是多大?(取
)
(1)设水平面光滑;
(2)设物体与水平面间的动摩擦因数
。
解答过程可分为三个阶段:①让学生计算力
在
位移中所做的功,强调功只由
和
这两个要素决定,与其它因素无关,因而两种情况下力F做的功相同,均为
。②由同学计算这两次做功所用的时间。用牛顿第二定律求出
;用
分别求出
。
③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得
。
如果有的同学用公式
分别求出每次的末速度,再用公式
求出每次的平均速度
和
,最后用
和
求得最后结果也可以,并指出这是解决问题的另一思路。
例2 如图2所示,位于水平面上的物体
,在斜向上的恒定拉力作用下,正以
的速度向右做匀速直线运动。已知F的大小为
,方向与速度
的夹角为
,求:
(1)拉力F对物体做功的功率是多大?
(2)物体向右运动
的过程中,拉力F对它做多少功?(
)
通过此例题的解答,让学生掌握功率的计算公式
,并提醒学生,不要认为F与
总是在同一直线上;并且知道,在功率已知的条件下,可以用
计算一段时间内力所做的功。第(1)问的结果为
;第(2)问的结果为
。
例3 课本第一册(选修)113上的例题,先让学生自己看。让学生注意船速增大的物理过程分析,然后结合图3再做讲解。指明船在额定功率条件下行驶,牵引力F与速度
的乘积为一定值,在图中为双曲线,设阻力
正比
,则这两条线的交点
的横坐标值即为最大速度
。
三、课堂小结
1.我们讲了功率概念之后,得到了两个公式,定义式
和瞬时功率的公式
。
2.公
中的
趋近于零时,
即为瞬时功率。不过此公式主要用来计算平均功率。公式
中,当
为瞬时速度时,
即为瞬时功率
四、说明
1.将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义。如一台电动机的额定功率是
,表明它每秒钟可以将
的电能转化为机械能,不管它是否工作。因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小。
2.力可以做负功,自然也有负功率。学生不问到时可以不讲。课本上也没讲。重要的不是功率的正负问题,而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢。例如,一物体沿粗糙水平面向前滑动,根据
可知其机械能向内能转化,转化的快慢与速度
成正比,这就表达清楚了,没有强调负功率的必要。
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