最新高一物理必修2教案新人教版全册+-7名师优秀教案.doc

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1、高一物理必修2教案(新人教版全册) -7?6.6经典力学的局限性 课 题 6.6经典力学的局限性 备课时间 上课时间 总课时数 知道牛顿运动定律的适用范围。了解经典力学在科学研究和生产技术 知识与中的广泛应用。知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速技能 度随时间的变化。 课程通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善过程与 目标和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。 方法 通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一情感态度般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的与价值观 时代精神。 牛顿运动定律的适用范围 教学重点 高速运动

2、的物体，速度和质量之间的关系 教学难点 教学过程 二次备课 引入新课:自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得 了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明 了牛顿运动定律的正确性。 但是，经典力学也不是万能的，向其它科学一样，它也有一定的适用范围，有 自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢,有怎样的局限性呢,这节 课我们就来了解这方面的知识。 进行新课:请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题 1、经典力学取得了哪些辉煌的成就,举例说明。2、经典力学在哪些领域不能适用,能说出为什么吗,举例说明。3、经典力学的适用范围是什么,自己概括一下。4、相对论

3、和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学,应该怎样认识,5、怎样理解英国剧作家萧伯纳的话“科学总是从正确走向错误”, 学生阅读教材，并思考上面的问题。分组讨论，代表发言。 ,学生A,经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用;在不同参考系中不能适用;在强引力的情况下，经典的引力理论也是不适用的。 ,学生B,因为微观粒子(如电子、质子、中子)在运动时不仅具有粒子性，而且还具有波动性，经典力学不能说明这种现象，所以它不再适用，同时在高速运动领域，由于物体运动速度太快，要导致质量发生变化，而经典力学认为质量是不变的，所以经典力学在高速运动领域内也不再适用. ,学生C,从上面分析知:牛顿运动定律的适用范

4、围是:宏观物体，低速运动。 教师总结:经典力学在微观领域、高速运动的情况下不再适用.那么对这些领域的问题又应如何研究呢,下面给大家简单介绍一些近代物理知识。 从经典力学到相对论的发展 以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔(长度)s、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺子静止时这样长，当它运动时还是这样长;一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变;一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.这就是经典力学的绝对时空观. 到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难.第 1 页 共 41 页 在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的时空观，于1

5、905年发表了题为论运动物体的电动力学的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论.狭义相对论指出:长度、时间和质量都是随物体的运动速度而变化的.长度、时间和质量随速度的变化关系可以用下列方程表达式: 2tv0l=l(通称尺缩效应)t= (钟慢效应) 01,22cv1,2cm0m=(质速效应) 上式中，各式里的v都是物体的运动速度，c是2v1,2c真空中的光速，l和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体0的长度;t和t分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间;m和m分别为00在相对静止和运动系统中测得的物体质量. 但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时(vc)，则上

6、面的一些结果就变为l?l，t?t，m?m，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理000问题，还是足够精确的. 继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了.“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论. 【板书设计】 一、经典力学的广泛应用:经典力学在两次工业革命中发挥出巨大作用。 二、经典力学与狭义相对论 物体的质量随物体的运行速度而变化;物体运动的位移与时间与参考系的选择有关 8当物体的速度远小于光速C(310)时两者结论是一致的。 三、经典力学与量子力学

7、:微观粒子运动的波动性不能用经典力学来解释，但量子力学能正确地描述微观粒子的运动规律。 四、经典力学与广义相对论 牛顿引力理论在强引力作用下不适用，只能用广义相对论的引力场理论来解释强引力作用。 五、经典力学的适用范围:宏观、低速、弱力情况下适用 ?7,1追寻守恒量(教学设计) 【教学设计理念】 通过课堂教学，让学生体验科学探究过程，了解科学研究方法;增强创新意识和实验能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情;促使学生进一步形成守恒的思想，使学生了解守恒思想的重要性。认识能量守恒思想对社会发展的影响，为形成科学世界观和科学价值观打下基础。 【章节内容分析】 在老教材中，本章的教学流程主线是:先

8、学习功的概念，再了解功和能的关系，然后学第 2 页 共 41 页 习能量的概念以及能量转化过程中的规律。但实际上，在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，我们强调方法的教育、观念的教育，就要从中学时代开始加强学生对守恒关系的认识。根据这样的思想，新教材把守恒思想的提出放到了具体的能量概念之前，并把它渗透在能量学习的全过程。这实际上是还原了能量概念在科学史上本来的位置。 (一)知识与技能 1、知道自然界中存在着多种守恒的因素，守恒是自然界的重要规律。 2、知道自然界中存在着一种被

9、命名为能量的守恒量。 3、知道相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。 4、知道物体由于运动而具有的能量叫动能。 5、能分析生活中涉及机械能转化的问题。 。【教学重点难点】 重点:对守恒思想的领会，对科学研究过程的体验，对能量、动能、势能等概念的理解。 【教学用具器材】 多媒体，铁架台，小球与细线，滚摆。 【教学过程设计】 (一)课前练习 1、寒假期间，邻居的两个小孩被你领进一个小房间里下棋。你关上房门外出办事回来后，发现棋子散了一地。你带领两个孩子一起收拾棋子，把棋子在盒子里排放整齐后，发现还缺少6颗。你们一起找啊找，门后有1颗，墙角有1颗，杯子里面也有1颗，还有3颗就是找不到。但是你们

10、还是继续找，地毯下又找到了2颗。最后一颗在哪里呢,你发现窗户打开着，探出头一看，草地上还有一颗 支撑你们继续寻找的信念是什么, 2、如右图所示，小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来，又滚上斜面B，若地面和斜面都是光滑的，两个斜面的倾角都未知，试用我们学过的知识证明:小球滚上斜面B的最大高度也一定等于H! 设计说明第1个问题选自浙江省编的作业本本人认为是个非常经典的守恒问题所以拿来让学生在新课之前先预热一下既有趣又可以强化学生对新课的期待。 第2个问题也可以在新课中直接给出不要求在课堂上进行证明只是关注一下:用牛顿定律与运动学知识是可以进行证明的然后马上提出如果斜面是曲面的问题。但在课堂上学生可

11、能会有一种想要证明的冲动这会使下面的课堂过程难以顺利的进行下去。而作为课前练习由于是针对著名的“伽利略斜面理想实验”的问题又是利用已学的牛顿定律与运动学知识学生运用已掌握的知识和方法解决著名的问题应该是有兴趣的。再说让学生事先证明过之后课堂上提出“小球滚上斜面B的最大高度也一定等于H”时学生心里也更踏实了。 (二)课的引入 第 3 页 共 41 页 提出课前练习中的第1个问题，学生说出自己的答案:“支撑我继续寻找下去的信念是:棋子的个数是不变的，是守恒的。” 给出以下问题: 1、一个采购员，带着1000元现金到一些商店采购了几样物品，但未即时把购买每件物品所用的钱记在笔记本上，回单位报帐时，从

12、口袋时搯出了6张发票，合计金额为650元，而剩下的现金只有280元。你认为他将会去做什么,促使他去这样做的依据是什么, 设计说明这里不要在学生提出采购员“可能要做哪些事情”上消耗时间要很快地转入后一个话题得出采购员的思想依据是“现金与花出去的钱的总量应该不变”。设计本问题的意图是渗透“守恒”思想同时对后面将要发现的“伽利略斜面理想实验”中的小球运动过程中“存在某种不变的因素”起到暗示作用。最终还要让学生意识到自然界中可能存在着许多种守恒的因素。 2、在研究运动和力的关系时，伽利略曾用“斜面理想实验”说明小球在不受摩擦等阻力的理想条件下，小球将在水平面上永远运动下去，他的依据是什么, 设计说明复

13、习已学过的伽利略的“理想实验”研究方法通过学生回忆或教师提示回想起伽利略的依据是小球总要上升到原来的高度教师还可以用风趣的语言来描述这个“伽利略小球”是有某种 “灵性”的小球是“有记忆”、“有愿望”的小球当它从斜面滚到水平面上时总是“想着”回到原来的高度当前方存在上倾的斜面时小球的“愿望”得以实现如果一直都是水平面那么小球就一直带着这个“想要”回到原来高度的“愿望”一直运动下去但是这些说法都不是物理学的语言在物理学中这一事实被说成是“有某一量是守恒的”。 3、如右图所示，小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来，又滚上斜面B，若地面和斜面都是光滑的，两个斜面的倾角都未知， (1)能不能用我们学过的

14、什么知识求出小球到达在各个位置的运动情况,你能证明小球滚上斜面B的最大高度也一定等于H吗, (2)如果两个斜面是曲面呢, 设计说明可课前让学生先研究第一个问题的后一问。第二问有难度教科书中并没有提出这个问题但作为一个难题让学生难住了或者是让他们觉得要用微元法求解太繁琐从而引出是否存在其他解决问题的捷径的问题可以激发学生更强的求知欲。 可以想象伟大的牛顿正是在研究这类问题时发明了微积分的也许正因为牛顿有非常好的数学天赋反而使他没有发现更简单的解决问题的方法一个神奇的规律能量守恒: 本问题的关注点是:小球在整个运动过程中处于各个位置时“是否始终存在某种不变因素,” (三)新的探究 一、提出问题 牛

15、顿定律很神奇，因它阐明了自然界的前因后果关系，人们还可用它预见一些简单事物的未来但是牛顿定律在解决实际问题时是否遇到困难,物理学产生于对自然现象的研究，也要能运用于对自然现象的研究，可是自然界的运动千变万化，如果都用牛顿第 4 页 共 41 页 定律来研究，有时存在很大的困难，我们现在就开始寻找新的解决问题的捷径吧。 二、初步猜想与实验“验证” 你对刚才的问题有什么猜想,你能证明这一猜想吗, 学生很自然地还会猜想:小球上升的最大高度仍是H 有部分学生提出:可用微元法证明，但很麻烦。 课件展示:伽利略的斜面(曲面)理想实验的动画 设计说明用微元法证明的过程在本节课中没必要进行学生有这个思路就可以

16、了本节课的主要任务在于产生创新思维追寻守恒量。 演示:由于实际的斜面(曲面)存在摩擦阻力，实验结果难以达到比较理想的程度，我们可以用类似的实验来说明问题:如右图装置中，小球所受的阻力很小，大家看到什么规律, 学生可能回答:高度不变，或说高度守恒。 三、设置疑点 教师引导:这一说法只是关注小球在整个运动过程中的初、末两个状态，实际上小球在整个运动过程中高度是在变化的，怎么能说“高度守恒”, 四、重要探究点1小球运动过程中的什么因素是守恒的, 设计说明这个探究点是教材中没有提及的是教材内容的一个拓展点或者说是一个加探点经教学实践许多学生由衷地感叹说:物理学怎么这样有趣:分析来分析去的居然发现了许多

17、自然界的奥秘原来能量的概念与力的概念是可以这样联系起来的: 学生小组活动: 设计说明教师可以暗示:在“课的引入”问题1中采购员不但是最终余下的现金与所花的钱之和应该等于起初所带的钱其实在他不断花钱过程中的每一个状态下这个和总是不变的也就是守恒的: 在后面的一系列探究过程中教师还应抓住一些恰当的时机进行引导否则很可能得不到比较理想的探究结果。不过在学生探究过程中教师不要动不动就“横加干涉”要把握好引导的度。 学生经探究发现:小球高度减小时，速度就增大;反之，高度增大时，速度就减小。似乎“高度”和“速度”可以相互转化,似乎存在一个什么不变的因素, 在较短时间内，若没有学生提出，则由教师提出:是不是

18、高度与速度加起来是守恒的,(多数学生表现:,) 设计说明学生已经有了单位制的概念即使有了这个灵感也不太可能会提出这个想法灵感在瞬间被抹杀:所以必要时教师可以替学生再次提出这一想法目的是让学生提出疑义同时激发他们产生更深入层次的灵感“高度”与“速度”以某种方式加起来应该是守恒的这实际上已经为本章第八节“机械能守恒定律”的教学做好了铺垫。 关键问题:高度与速度以什么样的方式加起来是守恒的,或者说以什么样的方式进行转化, 设计说明从“加起来守恒”的思想变成“相互转化”的思想从而在稍后的探究中想到速度平方公式这是一个思维转换的过程需要在设计问题时做一些铺垫。后一问就第 5 页 共 41 页 是为此而设

19、计的。 学生继续探究: 教师视学生的进展情况，必要时可进行如下思路的引导，这些引导遵循一定的思维逻辑关系，使思维一步一步地逼近目标: 参考引导1:人们在研究某些复杂问题时，可能很难找出其中的规律，很自然就想到在这些问题中是否存在某种守恒的量，如果存在，则可能给问题的解决带来极大的方便。刚才我们考虑小球高度与速度大小之和守恒，是个有创意的想法，只是两者不属于同一类物理量，其大小之和是没有意义的。能否想办法联系到同一类物理量上去, 参考引导2:若在已知的量中找不出合适的，就可以考虑再定义一个新物理量，这是科学研究的常用方法。 参考引导3:根据我们已学的物理知识，高度可以联系到位移量上去，而位移与速

20、度是否存在某种联系, 参考引导4:我们寻找的是某种守恒量，而守恒(或说不变)就意味着存在某种等式，所以我们所要寻找的“某种联系”应该可以用等式(公式)来表达，如果存在这种等式，那这个等式的两边所对应的“量”必然是单位相同的，是同一类的“物理量”。请问:在我们已知的物理公式中是否有涉及位移与速度关系的, 学生探究结果的演进: 22v,v,2ax 212小球从静止开始运动，有v,2ax 2在斜面上有v,2gh 2进一步猜想: 2gh与v之和是守恒的 教师赞扬:非常好这个猜想是否合理，我们以后有机会再研究，但至少我们已经有了一个创新的想法。 五、了解科学家的研究结果 科学发展到今天，人们发现，一切变

21、化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足一定的守恒规律。例如刚才讨论的问题，科学家们是怎样研究这个守恒规律的,现在请大家阅读教材P2的第四六自然段(约2分钟)，并回答以下问题: ?刚才所研究的问题中的“守恒量”叫做什么,能量或机械能, ?当把小球从桌面提高到一定高度时，我们赋予小球什么能,势能, ?小球沿斜面A往下滚时高度在减小，它的势能守恒吗,怎样解释,沿斜面B往上滚时又怎样,不守恒势能在减小但动能在增加。沿斜面B往上滚时动能在减小而势能在增加。在这些变化过程中能量只是在转化来转化去但并未丢失。, 六、联系生活实际与解题应用 举出生活中的一个例子，说明不同形式的机械能之间可以相

22、互转化。你的例子是否向我们提示，转化过程中能的总量保持不变, 学生举例: 参考例子:游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度。 第 6 页 共 41 页 演示:滚摆实验 教师:通过本章节的学习，同学们将会发现，有了能量观念，在解决某些力学问题时，常常会给我们带来惊喜 七、重要探究点2造成能量转化的原因是什么, 设计说明这个内容也是教材中没有提及的。但是关于“功是能量转化的量度”的问题学生通过初中学习是知其而不知其所以然当学了动能定理后有些学生会为功、能这些概念的抽象而感到头痛所以在本节课内容不多的情况下让学生讨论一下造成势能和动能相互转化的原因从而对“功是能量转化

23、的原因”直到后来得出“功是能量转化的量度”打下基础。再说在接下来的一节课就要学习功的计算了所以在本节课中在时间允许的条件下有必要探究一下“为什么要建立功的概念,”至于负功问题可以留到下一节再考虑。 思考与讨论:伽利略的斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性，同时也产生了新的问题:势能和动能可以定量地量度吗,这个问题有难度，我们可以先搁置一下。但是我们首先可以考虑一下，造成势能和动能发出转化的原因是什么呢,请针对前面的例子或你自己刚刚举出的例子分析一下。 学生:初中学过，是因为有力(重力)做功。 教师:为什么有力做功能使势能和动能发出转化,仅凭对初中知识的记忆来研究高中问题是不够的，现在还是根

24、据刚学的高中知识来一步一步地推理分析吧 小组讨论: 学生A:是因为有重力的作用，如果没有重力的作用，小球不会滚下来，势能就不会变。 学生B:有重力作用不一定就能使小球的高度下降，例如小球放在水平面上。只有放在斜面上的小球在重力作用下势能才会减小，同时动能增加。 教师:有不同意见吗, 学生C:小球不一定要放在斜面上，刚才实验中的摆球，其势能和动能也能相互转化。 学生D:小球从空中自由下落时，势能也转化为动能。 学生归纳:当物体受到重力，而且造成物体的高度下降时(也就是有重力方向上的位移时)，物体的势能减小，动能增加。也就是说，当重力有做功时，势能和动能相互转化。 教师:很好大家发现了势能和动能之

25、间的相互转化，需要通过重力做功来实现。我们再来看一个例子:水平面上一个物体受到一个水平推力的作用，速度越来越快，它的动能怎样变化,势能是否减小,怎样解释, 学生E:动能增加，而势能不减小，是因为推力对物体做功，能量来源于施加推力的物体。 教师:看来，能量的转化或转移可能是通过重力做功实现的，也可能是通过其他力做功实现的，总之，为了定量地表示各种能量以及这些能量的转化情况，必须首先研究力以及力的做功情况，因此，我们下节就先来研究力做功的问题。 八、课堂小结 通过这节课的学习: 1、我们了解了自然界的一个重要规律守恒规律。这种守恒思想也是一种信念，它第 7 页 共 41 页 是科学研究的重要思路。

26、 2、大家还要知道，能量是物理学的重要概念，能量守恒定律不仅在力学中适用，而且在物理学的其他部分，甚至在物理学之外的各个领域都是普遍适用的，所以本章是高中物理中非常重要的内容。 3、在总量守恒的前提下，能量是可以相互转化的，造成能量转化的原因是有力做功，因此下节课我们先来研究功的问题。 ?7.2 功 课 题 7.2 功 备课时间 上课时间 总课时数 1.掌握计算机械功的公式W=Fscos;知道在国际单位制中，功的单知识与 位是焦耳(J);2.知道功是标量。 技能 课程过程与 知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和“工作”的区别 目标 方法 知道当力与位移方向的夹角大于90?时，力对物体做

27、负功，或说物情感态度体克服这个力做了功。 与价值观 在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。 教学重点 1(物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆。 教学难点 2(要使学生对负功的意义有所认识，也较困难。 教学过程 二次备课 1(功的概念 回顾:什么叫做功,谁对谁做功,然后做如下总结并板书: (1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中 就说这个力对物体做了功。 如图1所示，讨论如下问题:在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功,滑块 所受的重力mg对滑块是否做了功,桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了 功,强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是

28、要看受力物体在这个力的 方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书:在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。 2(功的公式 就图1提出:力F使滑块发生位移S这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算,由同学回答出如下计算公式:W=Fs。就此再进一步提问:如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少,与同学一起分析并得出这一位移为s cos。至此按功的前一公式即可得到如下计算公第 8 页 共 41 页 式: W=Fscos就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角有关，且此计算公式有普遍意

29、义(对计算机械功而言)。至此作出如下板书:W=Fscos(力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。) 在国际单位制中，功的单位是焦耳(J) 1J,1N?m 3(正功、负功 (1)首先对功的计算公式W=Fs cos的可能值与学生共同讨论。从cos的可能值入手讨论，指出功W可能为正值、负值或零，再进一步说明，力F与s间夹角的取值范围，最后总结并作如下板书: 当0?,90?时，cos为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。 当=90?时， cos=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。 当90?,?180?时，cos为负值，W为负值，称为

30、力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。 (2)与学生一起先讨论功的物理意义，然后再说明正功、负功的物理意义。 ?提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结合图1，使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动，发生了一段位移，引导学生认识功特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。 然后就此提出:这个累积作用过程到底累积什么,举如下两个事例启发学生思考: a(一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会儿，然后有了力气再推车走。 b(如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么感觉, 首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程，都要消耗

31、体能。就此指出做功过程是能量转化过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。能量是标量，相应功也是标量。板书如下: 功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度，功是标量。 ?在上述对功的意义认识的基础上，讨论正功和负功的意义，得出如下认识并板书: 正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。 负功的意义是:物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身的能量为代价)，即负功表示物体失去了能量。 四、课堂小结:1(对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。2(对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。 五、作业: 第 9

32、 页 共 41 页 ?7.3 功 率 课 题 7.3 功 率 备课时间 上课时间 总课时数 1(知道功率的物理意义、定义式、单位。 2(理解功率的导出式P=F?v的物理意义，并掌握其用法，会利用功知识与 率的两个公式来解释现象和进行计算。 技能3(理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。 课程1(通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率目标的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。 过程与 2(学会求解各种不同的功率。 方法 3(运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。 1(使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。 情

33、感态度2(提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。 与价值观 3(培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。 1(理解功率的概念。2(知道功率的种类及其计算。 教学重点 1(功率的表达式P=F?v的物理意义和运用。 教学难点 2(瞬时功率和平均功率的计算。 教学过程 二次备课 新课导入 (引发学生教师:人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接思考，让学生做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同,请举例说明。 从身边生活预测学生所举事例可能有: 寻找做功快1、人上高楼(如8层楼)时，乘电梯比走路要快得多; 慢的事例，并2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多; 思考机械与3、挖

34、土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多; 人或畜力做4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多; 功快慢的差5、 异。) 功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其 做功的快慢是不同的。 (列举生产、教师:在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1t的货物从地面运到三楼， 生活中发生方式一:搬运工分批搬运，需时间3h 的事例，使学方式二:用一台起重机提升，需时1min 生体会功率方式三:用另一台起重机提升，需时30 s 与生活、生产上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题: 息息相关，无1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同, 处不在，研究2、所

35、用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同, 功率具有重结论:对重物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功快慢不同。 要的现实意说明:通过引导学生分析有关事例，形成初步共识:人们选用机械来做功时，义，并引导学不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快;大生注意观察卡车比拖拉机做功快;拖拉机耕地比牛耕地要快;起重吊车比搬运工人做功身边物理现快;抽水机比辘轳提水快，等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义。通象，体会到物第 10 页 共 41 页 过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。 理知识就在教师:不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢,请同学我们身边，感们思考并

36、提出解决方案。 悟物理规律预测学生可能有以下认识: 研究的价值，1、选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快; 激起学生的2、选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢; 求知欲。) 3、类比速度的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义功 率; (分析一些4、 生产事例、工说明:对学生提出的各种方案可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流作场面，或展中补充完善自己的认识。 示一些做功教学中注意引导学生类比如速度、加速度概念的定义方法，体会比值法快慢不同的定义功率概念。 图片。有条件新课推进 的情况下还一、功率的含义 可通过多媒体手段更生1(定义:功W与完成这些功所

37、用时间t的比值叫做功率。 (板书) 动地展示这2(定义式:P=W/ t (板书) 些画面和情3(物理意义:表示物体做功快慢的物理量。 (板书) 景，使学生对4(单位:(板书)教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。 做功快慢的情形有更为国际单位:瓦特(w)，常用单位:千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板书) 形象和具体W?功?单位:焦耳(J) 的认识，从而,?做功所用时间?单位:秒(s) 为建立正确换算关系:,kw = 1000 w ,w=,J/s(板书) 说明:用已知物理量的比值定义新的物理量，是建立物理概念常用的方法。的功率概使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象

38、的某些物理性质及变化规律，念打下良好像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。 基础。) 5. 功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。(板书) 6. 讨论与交流: (引导学生小实验:把一段粉笔放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使粉思考:如何比笔开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作较物体做功用,哪些力做正功,哪些力做负功,哪些力不做功,如果斜面的倾角增大，快慢,讨论情况会有什么变化,倾角增大时，功率是否也增大, 中注意培养提示: 学生的发散(1)比较不同倾角时的功率，应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。讨论思维能力和功率时须指明哪个

39、力的功率。 批判思维能(2)实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学力。) 生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行推演，使 思维更加严密。 7. 一些常见机械做功功率 443(1)汽车发动机510 W,1510 W (2)摩托车约210 W 8(3)喷气客机约210 W (4)人心脏跳动的功率1.5W左右 136(5)火箭的发动机约110 W (6)万吨巨轮10W以上 2(7)蓝鲸游动的功率可达350kW (8)人的平均功率约110 W 第 11 页 共 41 页 (9)优秀运动员短时间内的功率可达1000W 二、功率P与力F、速度v的关系 (板书) 1

40、. 功率与力、速度的关系推导 (板书) 教师:一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两 种情况下汽车的输出功率是否相同,为什么, 预测学生的回答可能有: (1)载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同 时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大; (2)载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小; (让学生根(3)载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些; 据所学知识(4) 和功率定义说明:上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生式进行推演，分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、培

41、养良好的启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案(1)。 科学思维能接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。 力和思维习教师:某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其牵引力大小为F，运行惯) 速度为v，试求此时汽车牵引力F的功率为多少, (注意引发学生思考解2.公式:P=Fv (F与位移s或v同方向)(板书) 即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上决问题的思的作用力。 路，应用功和分析讨论:由v = s / t求出的是物体在时间,内的平均速度，代入公式P=F 功率的定义v求出的功率是F在时间,内的平均功率;如果,取得足够小，则v表示瞬式进行分析时速度，此时

42、由,Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平和推导。) 均速度时，求得的功率就是平均功率，v为瞬时速度时，求得的功率就是瞬 时功率。总结: vv v是平均速度，P是平均功率P(F为恒力，且F与同向) P=Fv v是瞬时速度，P是瞬时功率(板书) 说明:如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平 均功率等于瞬时功率。 教师:汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较陡的上坡路 段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶,为什么, 预测学生的回答可能有: (1)加大油门，汽车可顺利行驶到达坡顶。 (2)汽车要换档，才能顺利行驶到达坡顶。 (3) 师生共同分

43、析: (1) 根据P=Fv知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵 引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的;加大油门，只会增加 发动机的输出功率(超过额定功率)，发动机将因超负荷而过热损坏。 (2) 这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度(汽车上坡的时候，司机减小了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。 常用换挡的教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如: 方法来减小(1)汽车上坡的时候，司机常用换挡的方法来减小速度，为什么, 第 12 页 共 41 页 速度，来得到(2)汽车上坡时，要保持速度不变，应如何做, 较大的牵引(3)

44、起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时，为什么发动机的输出功率越大，起吊速度就越大, 力。) 思考:汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度, (汽车上坡教师:由P = W / t求出的是瞬时功率还是平均功率? 时，要保持速学生小组讨论后得出:由公式P = W / t求出的功率，反映了该力在t时间内度不变，就必做功的平均快慢，故由公式P = W / t求出的功率是平均功率。 须加大油门，教师:人力直接做功能否像汽车做功那样快呢,汽车做功能否像飞机做功那增大输出功样快呢,人如果做功过快，会产生什么后果呢,汽车超负荷运转会产生什么率来得到较后果呢, 大的牵引(人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等

45、，汽车超负荷工作会造成发力。) 动机熄火或烧毁。) (起重机在教师:奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程竖直方向匀呢,为什么, 速吊起某一(奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷重物时，由于运动，短跑运动员在100m赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑牵引力与重完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中，物的重力相运动员不可能长时间超负荷运动，因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑等，即牵引力那样的速度。) 保持不变，发说明:让学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的动机输出的概念以及概念的

46、意义。 功率越大，起教师:你对额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率是怎样理解的, 吊的速度就? 额定功率:指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发越大。) 动机铭牌上的标称值。 额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的，机器不一定都在额定功率下工作。 ?实际功率:机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。 实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，但不能大于额定功率，否则容易将机械损坏。 机车启动过程中，发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。 ? 平均功率:物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。通常用定义式P=W/

47、t描述，只有当物体匀速运动时，才等于瞬时功率。 ?瞬时功率:物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。通常用P=Fv表示，必须注意F、v与P的同时性。 很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，计算家里的每部机器每天要做多少功,要消耗多少电能,哪一部机器最耗电,并与同学进行交流。 教师:(课件展示) (1)当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系, (2)当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何, (3)当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系, 根据公式P =F v可知，物体的运动速度v与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。课件展示下列关系: 第 13 页 共 41 页 F一定时，P?v (板书) 据P=Fv可得 v一定时，P?F (板书) 1P一定时，F? (板书) v3.推广式:P=Fvcos (为力F与瞬时速度v方向间的夹角) 说明: (1)当F为合外力时，P为合外力做功的功率;当F为某一外力时，P为该力做功的功率; (2)在汽车等交通工具一类问题中，式中P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为汽车的瞬时速度。 二、例题讲解 1、功率的计算 例1、从空中以40m/s的