11.2 功率（教学设计）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理教学设计围绕功率概念展开，通过播放起重机与人工搬运对比视频导入，引导学生思考做功快慢差异。基于前序功和速度知识，用速度的比值定义法类比构建功率概念，形成学习支架。 特色在于融合科学思维、科学探究与科学态度。通过类比推理构建功率公式，设计“测量人上楼功率”实验培养探究能力，结合汽车功率参数等生活实例体现物理与生活联系。助力学生提升科学推理和实践能力，为教师提供逻辑清晰、资源丰富的教学方案。

第2节 功率（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 功率 教学 目标 物理观念 1. 理解功率的概念，知道功率是表示物体做功快慢的物理量。 2. 掌握功率的定义式及其推导式 。 3. 知道功率的单位瓦特（W）及其换算关系，了解常见机械的功率值。 科学思维 1. 能运用控制变量法比较做功的快慢。 2. 通过类比速度的定义方法，构建功率的概念，培养类比推理能力。 3. 能利用功率公式解决简单的实际问题，如计算机械效率前的基础功率分析。 科学探究 1. 通过“测量人上楼功率”的活动，体验物理测量的全过程。 2. 在实验设计中，学会选择测量工具（磅秤、卷尺、秒表）并处理数据。 科学态度 与责任 1. 关注生活中的功率现象（如电器铭牌、汽车发动机参数），体会物理与生活的紧密联系。 2. 培养严谨的科学态度，认识到节能增效的社会意义。 教材 分析 本节内容是继“功”之后的又一重要力学概念。教材从生活中常见的“做功快慢”现象入手，引导学生思考如何比较做功的快慢。通过类比“速度”（路程与时间之比）引入“功率”（功与时间之比），这种编写方式符合学生的认知规律，降低了概念建立的难度。 功率不仅是力学中的重要物理量，也是后续学习机械效率、电功率的基础。因此，准确理解功率的物理意义、熟练掌握其计算公式是本节的重点。难点在于区分“做功多”与“做功快”，以及理解公式 在交通工具行驶问题中的应用。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已经学习了“功”的概念和计算，知道做功的两个必要因素，具备了一定的力学基础。同时，学生在八年级学过“速度”，对“比值定义法”有初步认识，这为类比学习功率提供了思维支架。 2. 思维能力分析：九年级学生具备一定的逻辑推理能力，但在处理多变量问题（如同时考虑功和时间）时容易混淆。部分学生可能误认为“做功越多，功率越大”，需要通过具体实例纠正这一前概念。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对机械、汽车等话题感兴趣，喜欢动手实践。通过测量自身上楼功率的实验，能极大激发学习热情，但需注意实验组织的有序性。 教学重点 功率的概念、物理意义及计算公式 。 功率单位的换算及常见功率值的估测。 教学难点 理解功率是表示做功快慢的物理量，区分“做功多少”与“做功快慢”。 灵活应用公式 解决实际问题。 教学 器材 多媒体PPT（包含视频：《起重机与人工搬运对比》、《不同汽车的功率参数》）、磅秤、卷尺、秒表、楼层高度数据。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 情境展示：播放视频片段——建筑工地上一台起重机在几分钟内将一堆砖块运到楼顶，而一个工人搬运同样多的砖块可能需要几个小时。 追问： 起重机和工人做的功一样多吗？（假设砖块重力和高度相同，则做功相同） 它们做功有什么不同？（起重机用时少，工人用时多） 我们如何描述这种“做功快慢”的差异？ 【教师引导】正如我们要比较物体运动的快慢引入了“速度”，今天要比较做功的快慢，我们引入一个新的物理量——功率。 思考并回答：起重机做功更快。在生活中，我们常说这台机器“劲儿大”或“效率高”，但在物理学中，我们需要一个精确的物理量来描述它。 学习新课 一、比较做功快慢的方法 【讨论】 如果有甲、乙两台机器，如何比较它们做功的快慢？请列举几种情况。 【师生共同分析】 借鉴比较运动快慢的方法，我们可以得出比较做功快慢的两种基本方法： 做功时间相同，比较做功的多少。做功越多，做功越快。 例：两台起重机都在1分钟内工作，甲吊起1吨货物，乙吊起2吨货物，则乙做功快。 做功多少相同，比较所用时间的长短。用时越短，做功越快。 例：都将1吨货物提升10米，甲用了1分钟，乙用了2分钟，则甲做功快。 【追问】 如果做功不同，时间也不同，该如何比较？ 例：甲做功 1000J 用时 10s；乙做功 900J 用时 5s。 引导：计算单位时间内做的功。 甲： 乙： 结论：乙做功更快。 借鉴比较运动快慢的方法，，讨论比较做功快慢的方法，提出问题。 做例题，知道做功不同，时间也不同，该如何比较的方法。 学习新课 二、功率的概念 （1）定义 物理学中，把单位时间内所做的功叫做功率。 （2）物理意义 功率是表示物体做功快慢的物理量。 注意：功率大 做功多。功率大只说明做功快，若时间极短，总功可能很少。 （3）公式 —— 功率 —— 功 —— 时间 （4）单位 国际单位：瓦特 (Watt)，简称瓦，符号 W。 常用单位：千瓦 (kW)、兆瓦 (MW)。 换算关系： 纪念：为了纪念英国改良蒸汽机的科学家詹姆斯·瓦特，将功率单位命名为瓦特。 （5）感知功率的大小 人正常骑自行车的功率约为 70W。 家用空调的功率约为 1000W - 2000W。 汽车发动机的功率约为 几十kW 到 几百kW。 大型远洋轮船发动机的功率可达 几MW。 【例题1】 一台机器在 2min 内做了 的功，这台机器的功率是多少？ 【解题过程】 已知： ， 求： 解： 答：这台机器的功率是 500 W。 ⚠️ 易错点提醒：计算时必须统一单位，时间必须换算成秒 (s)，功的单位是焦耳 (J)，算出的功率单位才是瓦特 (W)。 思考问题，引出功率的概念。 理解掌握功率的物理意义、定义、单位、数学表达式。 做例题1并进行展示，知道功率的概念及其应用。 学习新课 三、功率的推导式 【情境分析】 汽车在平直公路上匀速行驶时，牵引力 与阻力平衡。若已知汽车的牵引力 和行驶速度 ，如何计算功率？ 【推导】 由 和 可得： 因为 ，所以： 【适用条件】 为作用在物体上的力。 为物体在力的方向上的速度。 若 为平均速度，则 为平均功率；若 为瞬时速度，则 为瞬时功率。 【应用讨论】 问题：为什么汽车上坡时，司机往往要换挡减速？ 分析：根据 ，当发动机的输出功率 一定时，牵引力 与速度 成反比。上坡时需要更大的牵引力 来克服重力分量，因此必须减小速度 。 【例题2】 一辆小轿车在水平路面上以 72 km/h 的速度匀速行驶，发动机的输出功率为 60 kW。求： (1) 小轿车受到的牵引力是多少？ (2) 若小轿车行驶了 10 min，发动机做了多少功？ 【解题过程】 已知： ， ， 求：(1) ；(2) 解： (1) 由 得： (2) 由 得： 答：(1) 牵引力为 3000 N；(2) 做功 。 思考问题，用数学方法进行计算，从而推导出功率的另一个计算公式。 做例题2并进行交流回答。会运用功率推导公式进行有关计算。 学习新课 四、拓展活动：测量人上楼的功率 【实验设计】 想想知道自己上楼时的功率有多大吗？我们需要测量哪些物理量？ 原理： 需要测量的量： 人的质量 （工具：磅秤/体重计） 楼层高度 （工具：卷尺，或测量一级台阶高度 台阶数） 上楼时间 （工具：秒表） 步骤： 用磅秤测出某同学的质量 。 用卷尺测出楼梯的总高度 。 该同学以正常速度从一楼走到三楼，另一名同学用秒表记录时间 。 代入公式计算功率 。 【数据记录表】 学生姓名 质量 /kg 楼高 /m 时间 /s 功率 /W 张三 50 6 10 300 李四 60 6 12 300 【分析与交流】 为什么大家测出的功率不同？（质量不同、速度不同） 如果想增大上楼功率，可以采取什么措施？（加快上楼速度、负重上楼） 阅读课本第6页～7页《地球的温室效应》，回答问题。 课 堂 练 习 1.关于功率，下列说法正确的是（ ） A. 做功越多，功率越大 B. 做功时间越短，功率越大 C. 功率越大，做功越快 D. 功率越小，做功越多 【答案】C 【解析】 功率是表示做功快慢的物理量。做功多但时间长，功率可能很小；时间短但做功极少，功率也可能很小。只有C正确描述了功率的物理意义。 2.甲、乙两台机器，甲的功率是 10 kW，乙的功率是 5 kW。 (1) 若它们工作相同的时间，______ 做的功多。 (2) 若它们做相同的功，______ 用的时间少。 【答案】(1) 甲；(2) 甲 【解析】 由 可知，t相同时，P越大，W越大；由 可知，W相同时，P越大，t越小。 3.一名举重运动员在 2s 内将重为 1500 N 的杠铃举高 2 m。求： (1) 运动员对杠铃做的功； (2) 运动员举杠铃的功率。 【答案】 (1) (2) 4.一辆汽车发动机的功率为 80 kW，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为 2000 N。求汽车行驶的速度。 【答案】 匀速行驶时，牵引力 。 。 由 得： 。 板 书 设 计 第2节 功率 一、比较做功快慢 1. 时间相同，比做功多少 2. 做功相同，比时间长短 二、功率 (P) 1. 定义：单位时间内所做的功 2. 物理意义：表示做功快慢 3. 公式： (1) P = W / t (2) P = F v (F与v同向) 4. 单位：瓦特 (W) 1 kW = 1000 W 三、应用 汽车上坡减速：P一定，v减小，F增大 课 堂 小 结 第1节 功率 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $