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《功和功率》复习课教学设计

编辑:宁喆 发布时间:2013-12-19 14:38:38点击次数:

课  题

功和功率

 

黄梅一中  胡继波

教学目标[来源:Zxxk.Com][来源:学。科。网]

知识与

技能[来源:学科网ZXXK]

1.理解功的概念,知道做功的两个要素。

2.会运用不同方法计算功。

3、理解功率的定义,掌握并会灵活运用公式计算功率的基本方法。

过程与

方法

1.通过实例让学生体验功和功率概念的本质

2.通过实际运用加深对功和功率的内涵和外延的理解,掌握基本的分析方法。

情感态度与价值观

1.通过功和功率的实例分析,使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。

2.通过生活中的实例分析,提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

教学重点

1功的概念理解及公式W=Fscosα的理解应用。

2.理解功率的概念,知道功率的种类及其计算。

教学难点

1做功的分析与计算

3.瞬时功率和平均功率的计算。

教学过程

 

复习导入 

 

教师:请大家根据下面例题回顾一下关于功和功率相关的知识:

1(2010课标全国,16,6)如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图像为正弦曲线,从图中可以判断( AD

A.在0t1时间内,外力做正功

B.在0t1时间内,外力的功率逐渐增大

C.在t2时刻,外力的功率最大

D.在t1t3时间内,外力做的总功为零

答案: AD

解析: 由动能定理可知,在0t1时间内质点速度越来越大,动能越来越大,外力一定做正功,故A项正确;在t1t3时间内,动能变化量为零,可以判定外力做的总功为零,故D项正确;由PFv0t1t2t3四个时刻功率为零,故BC都错.

通过本题的分析,我们发现它包含了两个重要的物理概念和规律—功和功率,功和功率不仅在本章占有很重要的地位,而且它几乎贯穿于整个高中物理,同时,它也在实际生活中也有着广泛的应用。从高考考纲来看,它属于Ⅱ级要求(最高要求),在历年的高考中,功和功率出现的频率很高,甚至一套试卷出现多次考察的情况。今天我们就来复习《功和功率》这节内容。

【板书】功和功率

首先,我们来复习功。

【板书】一、功

通过下面的几个填空,我们来回顾一下功的最基本的知识。请看大屏幕。

1.概念:一个物体受到      的作用,如果在力的方向上发生        ,则这个力对物体做了功

【板书】2.做功的两个必要因素:     和物体在力的方向上发生的       

【板书】3.公式:         (仅适用于       做功,其中α是Fs的夹角,s为物体对地的位移)

特别提醒:正功和负功

①若α<90°,则W>0,表示力对物体做正功  

②若α=90°,则W0,表示力对物体不做功             

③若90°<α≤180°,则W<0,表示力对物体做负功

功是标量,正功表示动力对物体做功,即受力物体获得了能量。

负功表示阻力对物体做功,即负功表示物体失去了能量。

一个力对物体做负功,往往说成是物体克服这个力做功.

4.单位:在国际单位制中,功的单位是       (J)1J1Nm

下面来看一个有关功的问题。请看大屏幕。

即时应用     (即时突破,小试牛刀)

1.如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止.则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是(

A.支持力一定做正功                 

B.摩擦力一定做正功          

C.摩擦力可能不做功   

D.摩擦力可能做负功

解析:支持力方向垂直斜面向上,故支持力一定做正功.

而摩擦力是否存在需要讨论.

a=gtanθ时,摩擦力不存在,不做功

a>gtanθ,摩擦力沿斜面向下,做正功

a<gtanθ,摩擦力沿斜面向上,做负功.

综上所述,B是错误的.

难点:对摩擦力方向的判断。

如果我们把上面的题目的条件变化一下,又会出现什么情况呢?

变式:如图,一个斜面Q静止在光滑的水平面上,让小物块P从静止开始沿光滑斜面下滑的过程中,分析PQ间的弹力对PQ做功的正负。

  

 

 

 

 

 

分析:从能量转化的角度看,当P沿斜面由静止下滑时,Q就由静止开始向右运动,即Q的动能增大了,因此QP的弹力做了正功.由于PQ组成的系统机械能守恒,Q的机械能增加,P的机械能一定减少,因此QP的支持力对P一定做了负功. 

 难点:判断P的运动方向(相对于地面的)。

判断正负功的方法:     【板书】

A.根据力与瞬时速度的夹角判断(常用于质点做曲线运动时变力做功的判断)

B. 根据Fs的夹角判断(恒力做功)

(AB都是从力对物体的运动是促进还是阻碍的角度来分析的)

C. 根据功能关系或能量守恒定律进行判断(此法常用于判断内力做功)

归纳:对于功,有三个方面问题,一是做不做功,二是做什么功,三是做了多少功。

下面我们进入功率的复习。

二、功率【板书】

首先还是通过几个填空来回顾一下功率的最基本的知识。请看大屏幕。

1.定义:功W与完成这些功所用时 t       叫做功率。   

2.物理意义:表示力对物体做功       的物理量。功率是    量。    

3.国际单位:        ,常用单位:千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s

换算关系:1kw = 1000 ww=J/s

【板书】

4.公式:

(1) P=W/ t P为时间t内的_____功率.

(2) PFvcosα(αFv的夹角)

v为平均速度,则P_____功率F为恒力)

v为瞬时速度,则P_____功率.

特别提示:发动机的功率是指发动机的牵引力的功率,而不是机车所受合力的功率.

5.额定功率:机械          时输出的最大功率.

6.实际功率:机械          时输出的功率.要求         额定功率

 

下面请看一个功率的问题。

2(2010年黄冈模拟)如图10所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则

(AC)

A.重力对两物体做的功相同

B.重力的平均功率相同

C.到达底端时重力的瞬时功率PA<PB

D.到达底端时两物体的动能相同,速度相同

平均功率和瞬时功率的比较与分析:平均功率是通过比较功与做功时间的比值来比较大小;瞬时功率是通过比较力与瞬时速度及两者夹角的余弦的乘积来比较大小。

具体来说,功和功率的大小如何计算?请看下面的问题。

三、功和功率的定量计算【板书】

1、如图所示,质量为m的小车在通过滑轮的绳的拉力F作用下沿光滑水平面向左由A运动到B,此过程中,求下列几种情况下绳拉力对小车所做的功。

①人拉着绳以速度V向左匀速运动;

②人以恒定的水平拉力F0拉着物体向左运动;

 

 

 

 

 

 

 


计算功的几种方法

1、变力做功的计算      【板书】

a)利用动能定理或功能关系求解

b)利用W=Pt求解(机车恒P启动)

c)将变力做功转化为恒力做功(力大小不变方向改变,如滑动摩擦力做功;或者力的方向不变,大小随位移线性变化,可先求出力的平均值,再用WFscosα计算)

d)做出变力F随位移的L的变化图像,图像的“面积”即为变力所做的功

2、求合外力做功的方法     【板书】

a)先求合的外力F,再用W=Fscosα(F为恒力)

(b)分别求出每个力的功W1W2W3…,再用W= W1+W2+W3+…求合外力的功

(c))利用动能定理或功能关系求解

拓展思维:汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,  t1末关闭发动机,做匀减速直线运动,t2末静止,其vt图象如图13所示,图中α<β,若汽车牵引力做功为W,平均功率为P;汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1W2,平均功率分别为P1P2,则( ABD

AWW1W2        BW1W2

CPP1                DP1P2

思考题: 汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g10 m/s2.

   (1)汽车保持额定功率不变从静止启动,求:①汽车所能达到的最大速度是多大?②当汽车的加速度为2 m/s2时,速度是多大?③当汽车的速度为6 m/s时,加速度是多大?

   (2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、课堂小结:

四、作业:课时训练(18

板书设计

                     1做功的必要因素:力和力的方向上的位移。 

                     2、公式:WFscosα,

                   3、判断正负功的方法:

                     4功的计算

                    

功和功率                             

 1、定义:

                         2、公式:(1) P=W/ t (2) PFvcosα

               功率      3、物理意义:表示物体做功快慢的物理量。

                         4、额定功率和实际功率

 

教学反思:


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