資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 物理 年級 高一 學期 春季
課題 功與功率
教學目標
(1)理解功的概念，掌握功的計算式 (2)知道功是標量，理解正功、負功的含義。知道幾個力對物體所做的總功，是各個力分別 對物體做功的代數和。 (3)理解功率的概念，會運用極限思想得到瞬時功率表達式P=FV。關注生產生活中常見機械做功、功率大小及其意義。 (4)能分析汽車發動機功率一定時，牽引力與速度之間的關系，并能分析、解釋實際生活中的現象。
教學內容
教學重點： 1. 理解功的概念和正、負功的意義。 2．靈活運用恒力做功的表達式W＝FLcosa解決有關問題。 3.理解功率的概念，并靈活應用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。
教學難點： 1.功是標量而力、位移是矢量的理解； 2.正確區分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義，并能夠利用相關公式計算平均功率和瞬時功率。
教學過程
探究一 功的條件 回顧初中功的定義：如果一個物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段位移 ，我們就說這個力對物體做了功。 做功的兩個條件：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過的位移 判斷有無做功 1.當力F和位移 l 同向時：W=FL 2.當力F和位移 l 垂直時：F 不做功 W=0 探究二 功的計算
如果力的方向與物體的運動方向成某一夾角時，力對物體做的功W=？ （1）選擇沿力的方向和垂直支持力方向將位移分解（分位移與實際是等效替代的關系），結合數學知道可得出，沿支持力方向上的位移為L2=Lcosα，那么支持力做功的大小就等于WF = FL2= FLcos α （2）將支持力分解到沿位移方向和垂直于位移方向，沿位移方向的分力做功WF2 = FLcos α ，垂直于位移方向的分力不做功。支持力F做功的大小就是WF = WF2 =FLcos α 一、功 1.功的計算： W =FLcos α ① F 必須為恒力； ② L是對地的位移 ； ③ α 是F 、L方向間的夾角； 2.單位：焦耳（J） 二、正功和負功 當0 ≤ α＜ 90 時，cosα＞0，W ＞0，力對物體做正功；對物體的運動起到促進的效果。 當α = 90 時，cosα= 0，W = 0，力對物體不做功； 當90 ＜ α ≤ 180 時，cosα＜0，W ＜0，力對物體做負功。對物體的運動起阻礙的效果。 一個力對物體做負功，又常說成物體克服這個力做功（取絕對值） 探究三 總功的計算方法 【例題】一個質量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角的 斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動的距離為5m，物體與 地面間的滑動摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。求 （1）各個力對物體所做的功 （2）各個力對物體做功的代數和 （3）物體所受的合力 （4）合力對物體做的功 【解析】（1）拉力在水平方向的分力為 Fx ＝ Fcos 37° WF＝ Fx l ＝Fl cos 37°＝2 000J 阻力與運動方向相反:Wf ＝ f l cos180°＝－500J, WN＝Wmg＝0 （2）力對物體所做功的代數和， 即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J （3）F合= Fx-f＝ 300N （4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J 通過計算，我們發現各力功的代數和等于合力的功。 三、求解總功的兩種方法： (1)先求各個力所做的功，再代數求和求和； 即：W總=W1 + W2 + …… + Wn (2)先求合力，再求合力所做到功； 即：W總=F合Lcosα 探究四 功率 1、選擇相同時間，比較做功多少，做功多的，做功就快； 2、選擇做相同的功，比較做功的時間長短，時間長的，做功就慢； 類比“速度”的定義方法，用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率”。 四、功率的含義 1．物理意義：表示物體做功快慢的物理量。 2.定義：功W與完成這些功所用時間t的比值叫做功率。 定義式：P=W/t 功率是標量 單位：瓦特(w)，常用單位：千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s) 　１kw = 1000w?１w=１J/s(板書) 平均功率和瞬時功率 ①平均功率：物體在一段時間內做功功率的平均值叫平均功率。 ②瞬時功率：物體在某一時刻的功率叫做瞬時功率。 由w=FLcos α代入P=W/t 求出的是物體在時間ｔ內的平均功率；如果ｔ取得足夠小，則v表示瞬時速度，此時由Ｐ＝Fv求得的功率就是F在該時刻的瞬時功率。即當v為平均速度時，求得的功率就是平均功率，v為瞬時速度時，求得的功率就是瞬時功率。 額定功率和實際功率 ①額定功率：指動力機械在長時間正常工作時最大輸出功率。也是機械發動機銘牌上的標稱值。 ②實際功率：機械在運行過程中實際輸出的功率是實際功率。 說明： 1.機器不一定在額定功率下工作，機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率。 2.在日常生活中，我們經常說某臺機器的功率，或某物體做功的功率，實際上是指某個力對物體做功的功率，不是合力的功率。例如：汽車的功率就是汽車牽引力的功率，起重機吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。 探究四 機車啟動 1.以恒定功率啟動 由 P ＝ F牽v 知 P一定時，v 增大時， F牽減小，加速度a減小，當 F牽=f阻時，a=0，V最大。 在額定功率下，物體做加速度減小的加速運動，最終勻速運動 2.以恒定加速度啟動 當Pf阻，保持P額繼續加速，機車做變加速直線運動。當F牽=f阻，a=0，V最大。 先勻加速,再變加速,最后勻速。

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