8.1功与功率 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

教 学 设 计 课题 功与功率 教 材 分 析 本节选自普通高中物理必修2第八章第一节，功和功率是建立功能关系的重要概念。功是为进一步提出 “能”这个更为广泛、更为重要的概念服务的。做功过程反映了能量的变化过程。只有准确理解“功” 才能更好地促进能量概念的建构。 教材在初中知识的基础上，以节前“问题”引出：当位移的方向与力的方向不一致时，应当如何计算功？接着讨论正功和负功的概念。在功的概念的基础上进一步讨论做功的快慢，引出功率的概念。最后，通过分析汽车发动机功率一定时车引力与速度之间的关系，联系生活实际，加深对功率概念的理解。 《课程标准》对本节课的要求是理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 学 情 分 析 学生在初中已经对功和功率有了初步了解，知道力和物体运动方向相同时如何计算功。 但是，此阶段的学生对力、位移矢量的分解还不够熟悉，对标量、矢量的认识不到位导致不能很好地理解功是标量。 而从平均功率过渡到瞬时功率对极限思想的应用要求较高，汽车发动机功率、车引力、速度三者关系的分析比较复杂，这都给学生学习造成了一定困难。 教 学 目 标 1.理解功的概念，掌握功的计算式。 2.知道功是标量，理解正功、负功的含义。知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。 3.理解功率的概念，会运用极限思想得到瞬时功率表达式P=Fv。关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义。 4.能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。 重 点 与 难 点 教学重点： 1、理解功的概念； 2、正功与负功的意义； 3、瞬时功率的概念。 教学难点： 1、利用功的定义式解决有关问题 2、瞬时功率和平均功率的计算。 教 学 方 法 讲授法、讨论法、练习法。 教 学 用 具 多媒体课件。 教 学 过 程 教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图 新 课 导 入 课件展示风力发电装置，教师提问：扇叶是怎样转起来的呢？其中蕴含着什么样的功能变化呢？ 老师讲解：风力发电是通过扇叶转动做功转化成电能。 学生观看风力发电动画，引发对做功和能量变化关系的思考。 风力发电装置比较常见，能够引发学生对功和做功的联想。 新 课 讲 授 一、功 教师带领学生回顾一下初中所学的功的相关知识，即力的方向与物体运动方向在同一条直线时，展示例题，问如何计算功？ 【例题】物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，求力F对物体所做的功。 教师总结：力F对物体所做的功等于力的大小与物体沿力方向移动距离的乘积，公式为。 教师提出问题：马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度，这时应当怎样计算功呢？ 教师讲解：当力F的方向与运动方向成某一角度时，可以把力F分解为：沿位移方向和垂直位移方向上。 带领学生一起分析，把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。最终得到功的计算公式：。 教师要求学生阅读课本，找到功的单位和功是矢量还是标量。 学生回忆相关知识回答：利用 计算。 学生思考运动的方向与力的方向不一致怎样求功，并小组讨论得出结论。教师引导学生分析功的计算的几种情况，并推导出功的计算的一般公式。 分力 F1的方向与位移的方向相同，物体在F1的方向上发生位移，即：。 分力F2的方向与位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，即： 力F做的总功： 学生阅读课本，了解到功是标量，只有大小，没有方向。 在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 温故而知新，通过思考运动的方向与力的方向不一致怎样求功，而引起学生探究新知识的兴趣。 锻炼学生的分析推理能力和自主学习能力，掌握功的计算的一般公式。 新 课 讲 授 二、功 根据，提出问题：说出力与位移成不同的角度时，力的做功的情况。 教师带领同学们进行受力分析。 学生根据图片所示，分析受力情况，计算功的大小。 当时，， 。 力的方向与位移l的方向垂直时，力F不做功。 当时，， 。 力F做正功，表明此力的效果是促进物体的运动。 当时，，。 力F做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动。 锻炼学生的总结能力，了解物体做正功和负功的情况。 进一步理解功是标量以及正功和负功的意义。 展示图片，提出问题：当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，如何求力对物体所做的总功？ 教师总结： 方法一：功是标量，所以这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和。 方法二：根据功的公式，其中F为物体所受的合外力。 学生自行思考怎样求几个力对物体所做的总功，之后小组讨论说出思路。 锻炼学生的逻辑思维能力，知道求多个力做功的方法 新 课 讲 授 【例题1】一个质量为150kg的雪橇