高教版中職物理（類）電子教案201第一節(jié) 功 功率

主題二功和能

第一節(jié)功功率教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第一節(jié)功功率

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)2學(xué)時(shí)

本節(jié)主要讓學(xué)生理解功的概念，知道做功的兩個(gè)必要因素，知道計(jì)算

教材內(nèi)容功的大小的普遍公式，并能利用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，了解正功與負(fù)功的物

分析理意義。理解功率的概念，知道功率與速度的關(guān)系，能用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)

算，并能用其解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。

學(xué)生在初中就學(xué)習(xí)過(guò)功和功率的概念，但只是力與位移方向一致的

學(xué)情分析情況?，F(xiàn)在我們要學(xué)習(xí)功的普遍公式、負(fù)功的物理意義、合力做功的計(jì)算

方法、功率與速度的關(guān)系等內(nèi)容。

1.理解功、功率等物理概念，知道計(jì)算功的大小的普遍公式，了解

正功與負(fù)功的物理意義，知道功率與速度的關(guān)系，能利用相關(guān)公式進(jìn)行簡(jiǎn)

單計(jì)算，鞏固“做功與能量轉(zhuǎn)化有關(guān)”“力作用在物體上，并使物體在力

的方向上發(fā)生了位移，則力對(duì)物體做了功”等觀念，形成“功的大小與力

和位移的夾角有關(guān)”“在動(dòng)力機(jī)械功率不變的條件下，輸出的牽引力與速

度成反比”等觀念，能用其解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。

2.了解定義功的乘積定義法、定義功率的比值定義法。了解計(jì)算功

教學(xué)目標(biāo)的大小時(shí)使用的分析法，了解研究功率與速度的關(guān)系時(shí)使用的演繹法等，

增強(qiáng)科學(xué)論證等核心素養(yǎng)。

3.通過(guò)課后研究變速自行車的齒輪組合方式、測(cè)量人體產(chǎn)生的最大

功率等實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用、探究設(shè)計(jì)等核心素養(yǎng)，提高工程思維能

力。

4.通過(guò)課后實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)展工匠精神和合作交流等素養(yǎng)。了解我國(guó)

C919大型客機(jī)、三峽升船機(jī)等科技成就，增強(qiáng)民族自豪感和科技傳承的

使命感。

讓學(xué)生了解功的普遍公式及合力做功的計(jì)算方法、建構(gòu)正功與負(fù)功

教學(xué)重點(diǎn)

的概念、了解動(dòng)力機(jī)械的功率與速度的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)分析功的普遍公式、建構(gòu)負(fù)功的概念、了解功率與速度的關(guān)系。

讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)

教學(xué)策略

觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授

主要學(xué)法傾聽(tīng)、思考、討論，合作學(xué)習(xí)

教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)等。

課堂實(shí)施

教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

環(huán)節(jié)

1.勻速向上運(yùn)動(dòng)的物體與靜止的物體1.安排對(duì)教材和教讓學(xué)生通

有什么不同？學(xué)生進(jìn)行學(xué)視頻進(jìn)行過(guò)課前自

2.怎樣才是力對(duì)物體做功？預(yù)習(xí)（閱學(xué)習(xí)和思主學(xué)習(xí)，

3.什么是乘積定義法？讀教材、考，并與同發(fā)現(xiàn)自己

4.恒力對(duì)物體做功的普遍公式是什觀看老師學(xué)討論其中不理解的

么？提供的微發(fā)現(xiàn)的問(wèn)問(wèn)題，準(zhǔn)

5.分析恒力做功的大小與力和位移間課視頻）。題，將疑問(wèn)備到課堂

課前夾角的關(guān)系，共有幾種情形？2.就學(xué)反饋給老上與同學(xué)

準(zhǔn)備6.什么是分析法？生提出的師。討論，與

7.如何計(jì)算合力做的功？問(wèn)題進(jìn)行老師交

8.什么是功率？有針對(duì)性流，解決

9.功率與速度有什么關(guān)系？地備課，疑問(wèn)。

準(zhǔn)備在課

堂上學(xué)生

討論時(shí)給

予指導(dǎo)。

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖思考激發(fā)學(xué)生

課在建筑工地上，經(jīng)?？梢钥吹狡鹌?、提問(wèn)：學(xué)習(xí)動(dòng)

引重機(jī)將裝滿了混凝土的料斗提升這兩種情力，明確

入到高處，再運(yùn)送到各個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)形有什么學(xué)習(xí)目標(biāo)

的情景。其他方面

起重機(jī)將料斗向上勻速吊起和將的不同？

料斗靜止地吊在半空中，這兩種

情形中料斗的運(yùn)動(dòng)方式雖然不

同，但是受力情況卻是相同的，都

受到相同的重力和拉力。

新在初中物理中，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)有講述傾聽(tīng)回顧初中

課關(guān)功的初步知識(shí)。一個(gè)物體受到所學(xué)，注

教力的作用，如果在力的方向上發(fā)意知識(shí)銜

學(xué)生了一段位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物接。

課堂

體做了功。

實(shí)施

W=Fs

這種定義物理量的方法是乘積定講述傾聽(tīng)讓學(xué)生了

義法。解乘積定

用兩個(gè)或多個(gè)物理量相乘來(lái)定義義法。

新物理量的方法，稱為乘積定義

法，它是一種數(shù)學(xué)方法。

力和物體在力的方向上發(fā)生的位分析做功傾聽(tīng)、理解、分析做功

移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因的兩個(gè)要記憶的兩個(gè)要

素。例如，一個(gè)小球在光滑的水平素，并舉素，為下

面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾∏蚶f(shuō)明。面引出做

在位移方向上沒(méi)有受力，所以，沒(méi)功的普遍

有力對(duì)小球做功；再如，某人提著公式做準(zhǔn)

一桶水站著不動(dòng)，雖然用了力，但備。

在力的方向上沒(méi)有位移，所以他

也沒(méi)有做功。

起重機(jī)在向上勻速吊起料斗時(shí)對(duì)講述，回傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生鞏

料斗做了功，做功對(duì)應(yīng)著某種形應(yīng)“情境固能量觀

式的能量轉(zhuǎn)化，即要消耗能量；當(dāng)與問(wèn)題”念。

起重機(jī)靜止地將料斗吊在半空中中的問(wèn)

時(shí)，雖然拉力相同，但是起重機(jī)沒(méi)題。

有對(duì)料斗做功，因此不消耗能量。

在實(shí)際生產(chǎn)、生活中，物體的位移展示圖傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

方向并不總是跟力的方向相同。片、分析記憶解力對(duì)物

當(dāng)力F的方向跟位移s的方向成推導(dǎo)出力體做功的

某一角度a時(shí)，力對(duì)物體做功的對(duì)物體做普遍公

計(jì)算方法：功的普遍式。

W=Fscosa公式。

分析恒力做功的大小與力和講解、分傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

位移間夾角的關(guān)系，共有以下幾析恒力做記憶解恒力做

種情形：功的各種功的各種

當(dāng)a=0時(shí)，cosa=LW=情形。情形。

Fs,力和位移方向相同，力對(duì)物體

做正功。

當(dāng)0<a<90°時(shí)，cosa>0,

W為正值，力對(duì)物體做正功。

當(dāng)a=90°時(shí)，cosa=0,W

=0,力和位移方向垂直，力對(duì)物

體不做功。

當(dāng)90°<a<180°時(shí)，cosa

<0,W為負(fù)值，力對(duì)物體做負(fù)功。

當(dāng)a=180°時(shí)，cosa=—1,W=

~Fs,力和位移方向相反，力對(duì)物

體做負(fù)功。

【思維與方法】分析法講述傾聽(tīng)讓學(xué)生了

分析法就是把研究對(duì)象分解為各解分析

個(gè)組成部分和要素，然后分別加法。

以研究，從而揭示事物的屬性和

本質(zhì)的方法。

一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，表示這個(gè)講解負(fù)功傾聽(tīng)、理解讓學(xué)生了

力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)力對(duì)的物理意解負(fù)功的

物體做負(fù)功時(shí)，我們常說(shuō)物體克義。物理意

服這個(gè)力做功。例如，當(dāng)摩擦力對(duì)義。

物體做負(fù)功時(shí)，也可以說(shuō)物體克

服摩擦力做功。

如果公式W=Fscosa中的廠是幾講解傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

個(gè)力的合力，那么a就是合力方記憶解合力做

向與物體位移方向間的夾角，W就功的計(jì)算

是合力做的功。通過(guò)分析可以證方法。

明，合力做的功等于各個(gè)分力做

功的代數(shù)和。

示例1一個(gè)質(zhì)量為150kg的小展示圖傾聽(tīng)、觀看、讓學(xué)生了

車，受到與水平方向成37°角斜片、講解理解、記憶解運(yùn)用功

向上方的500N的拉力，與地面間運(yùn)用功的的定義式

的摩擦力為100N,在水平地面上定義式解解決實(shí)際

移動(dòng)的距離為5m。求合力對(duì)物體決實(shí)際問(wèn)問(wèn)題的方

做的功。題的方法。

分析小車在水平地面上移動(dòng)法。

時(shí)，受到重力G、支持力八、拉

力尸和摩擦力/四個(gè)力的作用，

如圖所示。由于重力G、支持力FN

的方向與小車的位移方向垂直，

不做功，因此合力做的功就是拉

力尸和摩擦力與做功的代數(shù)和。

解拉力做的功

W=FsCOsa=500X5Xcos3rJ

心2000J

摩擦力做的功

Wpf=-Ff5=-100X5J=

-500J

合力做的功

W^=WF+Wpf=(2000-500)J

=1500J

不同物體做相同的功，所用講述功率傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生鞏

的時(shí)間往往不同。例如，一臺(tái)起重的概念及記憶固功率的

機(jī)能在100s內(nèi)把1t貨物從地面其物理意概念及其

提升到樓頂，而另一臺(tái)起重機(jī)只義。物理意

需50s就能做相同的功。那么就義。

可以說(shuō)，這兩臺(tái)起重機(jī)做功的快

慢不相同。如何描述一個(gè)力做功

的快慢程度呢？

在物理學(xué)中，把一個(gè)力所做

的功W跟完成這些功所用時(shí)間t

的比值，稱為功率。用P表示功

率，則有

t

電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)(包括柴油機(jī)、汽講述生產(chǎn)傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

油機(jī)等)等動(dòng)力機(jī)械都標(biāo)有額定生活中功記憶解生產(chǎn)生

功率，這是其在正常條件下可以活中功率

長(zhǎng)時(shí)間工作的功率，其實(shí)際輸出率概念的概念的應(yīng)

功率往往小于這個(gè)數(shù)值。例如，某應(yīng)用。用。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是100

kW,但在平直公路上中速行駛時(shí)，

發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率只有20

kW左右。在特殊情況下，例如在

爬陡坡或穿越障礙時(shí)，司機(jī)通過(guò)

將加速踏板踩到底，將供油量增

至最大，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出

的功率大于額定功率，但這種超

負(fù)荷的狀態(tài)會(huì)損傷發(fā)動(dòng)機(jī)，因此

要盡量避免這種操作。

把代入功率的公式，可得講解、演傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

WFss繹推理功記憶解功率與

P=一=——，因?yàn)镈=所以

ttt率與速度速度的關(guān)

P=Fv的關(guān)系。系。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)變速講解此公傾聽(tīng)、理解、讓學(xué)生了

箱中的齒輪傳遞到車輪，司機(jī)可式在生產(chǎn)記憶解規(guī)律的

以通過(guò)換擋來(lái)選擇使用不同的齒生活中的應(yīng)用。

輪組。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功實(shí)際應(yīng)

率是固定的，所以汽車在從靜止用。

起動(dòng)或長(zhǎng)距離上坡時(shí)，司機(jī)一般

都使用低速擋，來(lái)獲得較大的牽

引力。汽車在平直公路上高速行

駛時(shí)，受到的阻力較小，需要的牽

引力也較小，這時(shí)就可以使用高

速擋。

然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，通過(guò)

減小速度提高牽引力或通過(guò)減小

牽引力而提高速度，效果都是有

限的。所以，要達(dá)到更高速度和獲

得更大牽引力，必須提高發(fā)動(dòng)機(jī)

的額定功率，這就是高速列車、大

型載重汽車、運(yùn)載火箭等都需要

大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)，了解C919大型客組織學(xué)生閱讀、討論、讓學(xué)生增

機(jī)。自主學(xué)質(zhì)疑等。強(qiáng)家國(guó)情

習(xí)、巡視、懷。

指導(dǎo)、答

疑。

示例2一輛“解放”牌汽車發(fā)動(dòng)講解運(yùn)用傾聽(tīng)、觀看、讓學(xué)生了

機(jī)的額定功率是6.0xl()4w,在水功率公式理解、記憶解運(yùn)用功

平路面上行駛時(shí)受到的阻力是解決實(shí)際率公式解

1.8X103N,求發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率問(wèn)題的方?jīng)Q實(shí)際問(wèn)

時(shí)汽車勻速行駛的速度。在同樣法。題的方

的阻力下，如果行駛速度只有54法。

km/h,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是

多少？

分析汽車勻速行駛時(shí)，牽

引力和阻力相等。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的

額定功率和牽引力，利用公式尸=

Fv即可求出速度。在同樣的阻力

下，即汽車牽引力不變，當(dāng)速度減

小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率可

由公式P'=&'求出。

解當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率勻

速行駛時(shí),牽引力尸=1.8x103N,

由

P=Fv

得

P6.0x104

v=—=――——--rm/s?33m/s

F1.8x1031/

在同樣的阻力下，當(dāng)速度，

=54km/h=15m/s時(shí)，有

尸'=尸/=1.8x103x15W=

2.7X104W

本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還組織學(xué)生向