高中物理功率教案设计

　　功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。接下来是小编为大家整理的高中物理功率教案设计，希望大家喜欢!

　　高中物理功率教案设计一

　　一、课前部分

　　【设计思想】：

　　1.教材分析：

　　功率是反映力做功快慢的物理量。功率的概念广泛应用与人们的日常生活和科技之中。学生在初中已经学过功率的概念，引入这一概念并不困难。教科书在本节中首先通过两台起重机做功相同，时间不同，引出功率的概念和定义式，并通过对动力机械的分析，讨论了额定功率和实际功率，最后，根据对物体做功的公式和运动学公式导出功率与速度的关系。

　　2.学情分析：

　　初中时学生已经学过功率的初步知识，前面一节学习了功的概念，为本节的教学奠定了一定的基础。在此基础上，进一步区分额定功率和实际功率，了解平均功率、瞬时功率。

　　3.设计思路：

　　本节讲述功率的概念，功率公式的应用。功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，通过类比的方法，比较速度是描述位移变化快慢的物理量，来对功率进行理解。如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。要使学生确切地理解公式P=Fv的意义，要通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解。

　　瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点。学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。

　　关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，采用公式分析加图像表述的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式。

　　【教学目标】：

　　知识与技能

　　1. 理解功率的的概念。

　　2. 知道功率的定义和定义式 ，能够用公式 解答有关的问题。

　　3. 正确理解公式P=Fv的意义，区别什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。

　　4. 能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。

　　过程与方法

　　通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

　　从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

　　理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

　　情感态度与价值观

　　通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己的观点，坚持原则，善于合作的良好习惯。

　　通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生积极思考并学以致用的思想。

　　【学习重难点】：

　　1. 功率的概念和计算公式。

　　2. P=Fv及其应用。

　　【学习方法】：类比学习、图像分析。

　　【课时安排】：2课时。

　　二、课堂部分——教学过程

　　【认知与探究】：

　　教学环节 教学内容 师生互动 设计意图 通过具体事例以及类比法找出表示做功快慢的通用表示，引入功率的概念 下表是三台起重机在工作时的有关数据记录

　　起重机编号

　　被吊

　　物重

　　匀速上升速度

　　所用时间

　　做功

　　2×103N

　　4m/s

　　4s

　　3.2×104J

　　4×103N

　　3m/s

　　4s

　　4.8×104J

　　1.6×104N

　　2m/s

　　1s

　　3.2×104J

　　比较三个起重机做工的快慢?

　　比较A和B：它们做功时间相等，WA<wb p="" ，b做功比a快。

　　比较A和C：它们做功相等， tA<tb p="" 教师：功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。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?请同学们思考并提出解决方案。

　　学生可能有以下认识：

　　1.选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快;

　　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;

　　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”。 引导学生思考：如何比较物体做功快慢?讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。

　　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中补充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。 (一)功率P的有关内容 1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率

　　功率是表示物体做功快慢的物理量的物理量，功率是标量，在国际单位制中功率的单位是瓦特。

　　2.功率的定义式：

　　3.物理意义：表示物体做功快慢的物理量。

　　4.单位：国际单位：瓦特(w)，常用单位：千瓦(kw) 讨论与交流：

　　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，情况会有什么变化?倾角增大时，功率是否也增大? 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。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，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。 (二)、额定功率和实际功率 1.额定功率：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。

　　2.实际功率：指机器工作时实际输出的功率。

　　动力机器不一定在额定功率下工作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的。 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后果呢?

　　教师：奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢?为什么? 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概念以及概念的意义。

　　(三)、功率与速度：P=Fvcosθ 1.表达式推导：

　　2.式中F是对物体做功的力，v是物体的运动速度，θ是F和速度v之间的夹角。

　　3.在F和v同向时θ=0，表达式为：P=Fv。

　　4.P=W/t是功率的定义式，它普遍适用，不管是恒力做功，还是变力做功，不管是机械功还是电功等它都适用。但由它求得的一般是平均功率。公式P=Fvcosθ，式中θ为F与 v 的夹角。v为物体的对地速度。当v为平均速度时，求得的功率为平均功率，当v为瞬时速度时，求得的功率为瞬时功率。 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?

　　学生的回答可能有：

　　⑴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;

　　⑵载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小;

　　⑶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。 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、启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案。

　　接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。(让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯) (四)、力的平均功率和瞬时功率 1.平均功率

　　(1)描述力在一段时间内做功的快慢。

　　(2)计算公式：

　　P=W/t ①

　　②

　　θ=0时， P=Fv ③

　　注意：应用②③式计算时注意：力F必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。

　　(3)平均功率对应于一段时间或一个过程，并且同一物体在不同时间段内的平均功率一般不相同，因此说平均功率时一定要说明是哪一段时间内的平均功率。

　　2.瞬时功率

　　(1)力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。

　　(2)计算公式：

　　P=Fvcosθ

　　P=Fv (F与v同向时)式中v表示某一时刻的瞬时速度。 教师引导学生阅读课本56页做一做。

　　分析讨论：

　　由v=s/t求出的是物体在时间t内的平均速度，代入公式P=Fv求出的功率是F在时间t内的平均功率;如果t取得足够小，则v表示瞬时速度，此时由P=Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时，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：

　　v是平均速度 ，P是平均功率 (F为恒力，且F与 同向)。

　　v是瞬时速度，P是瞬时功率。

　　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。

　　(五)、对公式P=Fv的讨论 1.此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P=Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力。

　　2.当P一定时，F∝1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要。

　　高中物理功率教案设计二

　　【教学目标】

　　知识和技能

　　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，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

　　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。

　　过程和方法

　　1.通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。

　　2.学会求解各种不同的功率。

　　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。

　　情感态度与价值观

　　1.使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。

　　2.提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

　　3.培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。

　　【教学重点】

　　1.理解功率的概念。

　　2.知道功率的种类及其计算。

　　【教学难点】

　　1.功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。

　　2.瞬时功率和平均功率的计算。

　　【教学时数】 1课时

　　【教学器材】

　　投影仪、投影片、录象资料、CAI课件等

　　【教学过程】

　　新课导入

　　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。

　　(引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。)

　　预测学生所举事例可能有：

　　1、人上高楼(如8层楼)时，乘电梯比走路要快得多;

　　2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多;

　　3、挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多;

　　4、从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多;

　　5、……

　　(列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值，激起学生的求知欲。)

　　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。

　　(分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。)

　　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，

　　方式一：搬运工分批搬运，需时间3h

　　方式二：用一台起重机提升，需时1min

　　方式三：用另一台起重机提升，需时30 s

　　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：

　　1、用不同的方式，对货物所做的功是否相同?

　　2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同?

　　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。

　　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，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。通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。

　　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?请同学们思考并提出解决方案。

　　(引导学生思考：如何比较物体做功快慢?讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。)

　　预测学生可能有以下认识：

　　1、选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快;

　　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;

　　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”;

　　4、……

　　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中补充完善自己的认识。

　　教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。

　　新课推进

　　一、功率的含义

　　1.定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。 (板书)

　　2.定义式：P=W/ t (板书)

　　3.物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 (板书)

　　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。

　　国际单位：瓦特(w)，常用单位：千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板书)

　　W→功→单位：焦耳(J)

　　t→做功所用时间→单位：秒(s)

　　换算关系：1kw = 1000 w?1w=1J/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。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律，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。

　　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：

　　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，情况会有什么变化?倾角增大时，功率是否也增大?

　　提示：

　　(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。讨论功率时须指明哪个力的功率。

　　(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

　　(1)汽车发动机5×104 W～15×104 W? (2)摩托车约2×103 W?

　　(3)喷气客机约2×108 W? (4)人心脏跳动的功率1.5W左右

　　(5)火箭的发动机约1×1013 W? (6)万吨巨轮106W以上

　　(7)蓝鲸游动的功率可达350kW (8)人的平均功率约1×102 W

　　(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. 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;

　　高中物理功率教案设计三

　　★新课标要求

　　(一)知识与技能

　　1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。

　　2、 ， 的运用

　　(二)过程与方法

　　1、 通常指平均功率， 为瞬时功率

　　2、 ，分析汽车的启动，注意知识的迁移

　　(三)情感、态度与价值观

　　感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。

　　★教学重点

　　理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。

　　★教学难点

　　正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。

　　★教学方法

　　教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

　　★教学工具

　　投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。

　　★教学过程

　　(一)引入新课

　　不同的物体做相同的功，所用的时间可能不同，或在相同的时间内，做的功可能不同。也就是说做功存在着快慢之分，那么，怎样描述做功的快慢呢?这就是本节课要学习的问题。

　　(二)进行新课

　　1、功率

　　教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机只用30s就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快?你是用什么方法比较它们做功快慢的?

　　学生活动：稍作思考回答，后一台起重机做功更快。做相同的功，比较所用时间。

　　教师活动：一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度，另一台起重机用30s把0.4t的货物提到预定的高度。两台起重机谁做功更快?你是用什么方法比较它们做功快慢的?

　　学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。

　　教师活动：倾听学生回答，点评。

　　投影问题：力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1;力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快?

　　A.W1=W2，t1>t2 B.W1=W2，t1<t2< p="">

　　C.W1>W2，t1=t2 D.W1<w2，t1=t2< p="">

　　点评：上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来，然后总结。培养学生分析问题的方法。

　　总结：做功快慢的比较有两种方式：一是比较完成相同的功所用的时间;另一是比较在相同的时间内完成的功。

　　在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值 ，叫做功率。用P表示，则

　　物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量。

　　上式是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率，同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W=Pt。

　　教师活动：指导学生阅读教材，提问：

　　1、功率的单位是什么?

　　2、公式 是平均功率还是瞬时功率?就课本第7页“说一说”栏目中提出的问题分组讨论后回答。

　　学生活动：学生阅读教材后，小组讨论，回答。

　　1、由功率的定义式可知，功率的单位由功和时间的单位决定，在SI制中，功率的单位是：瓦特=W)，1W=1J/s，常用单位：千瓦(kW) 1kW=1000 W

　　2、 指平均功率，当 时，即表示瞬时功率

　　2、对额定功率和实际功率的学习

　　教师活动：指导学生阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段，提出问题，你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的?

　　点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力。

　　学生阅读后回答。教师帮助总结、补充。

　　(1)额定功率：指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。

　　(2)实际功率：指机器工作中实际输出的功率。

　　机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。

　　机车起动过程中，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。

　　3、功率与速度

　　教师活动：提出问题：力、位移、时间都与功率相联系，请同学们用学过的知识推导出功率与速度的关系式;推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分，然后自己再推导。

　　学生活动：思考老师提出的问题，推导功率与速度的关系式。

　　点评：培养学生推理能力。

　　教师活动：巡回指导，发现问题及时帮助学生解决问题。投影学生的推导过程，点评、总结。分析公式的意义。

　　1、P=Fv，即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。当F与v不在一条直线上时，则用它们在一条直线上的分量相乘。

　　2、公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度，P表示力F在这段时间t内的平均功率;

　　3、如果时间t取得足够小，公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时，P表示该时刻的瞬时功率。

　　问题：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的?请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。

　　学生活动：阅读教材，讨论、推理、作答。

　　根据公式P=Fv：

　　①当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。

　　当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。

　　②当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。

　　汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。

　　③当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。

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