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2019-2020年九年級(jí)物理《11.4 功率》教案 蘇科版 【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識(shí)與技能 知道功率的定義、單位，并對(duì)人和一些事物的功率數(shù)值有具體的概念，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單的功率問題。 2．過程與方法 從身邊生產(chǎn)和生活實(shí)際中，認(rèn)識(shí)做功不但有多少之分，而且有快慢之別，學(xué)會(huì)把速度的知識(shí)遷移到比較做功快慢上來，理解功率的定義及其公式。 3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)發(fā)散思維能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)研究物理問題的方法。 【教學(xué)重點(diǎn)】 功率的概念、公式 【教學(xué)難點(diǎn)】 功率的定義的理解 【教材分析】 1．為什么要引入功率概念 人類創(chuàng)造了無數(shù)種機(jī)械，然而這些機(jī)械的做功本領(lǐng)彼此差別很大。例如：建筑工地上要把幾百塊磚送到樓頂，如果用起重機(jī)，幾分鐘就行了。顯然，運(yùn)送相同數(shù)量的磚到相同的高度，起重機(jī)和定滑輪做的功相同，用定滑輪做這些功用幾小時(shí)，起重機(jī)用幾分鐘，那它們做功有什么不同呢？機(jī)械做功不但有做功多少問題，還有做功快慢問題。如圖11-14所示，如果挖土機(jī)半小時(shí)挖土10噸，一個(gè)工人4小時(shí)挖土1噸，（假設(shè)把土提高的高度相同），那么，挖土機(jī)和工人做的功不同，所用時(shí)間也不同，怎樣比較他們做功的快慢呢？ 我們可以回顧如何比較兩個(gè)人運(yùn)動(dòng)的快慢。一般用兩種方法：一種是相同路程比時(shí)間，一般賽跑都是用這種方法（裁判員的方法）；還可用另一種方法，是相同時(shí)間比路程（觀眾的方法）。物理學(xué)上采取后種方法，引入了速度的知識(shí)遷移到比較做功快慢上來，引入功率概念來表示做功的快慢。單位時(shí)間（譬如1秒鐘）內(nèi)做的功叫功率。凡是功率大的物體，每秒鐘做功多，就說明它做功快。例如我們爬樓梯，無論是走上去還是跑上去，所做的功是一樣的，但經(jīng)驗(yàn)告訴我們，跑上去要比慢慢走上去累得多，這就是因?yàn)榕苌先r(shí)做功的功率比走上去時(shí)的功率大的緣故。同樣，兩部等質(zhì)量的汽車向山上開，功率大的車會(huì)先到達(dá)山頂。 2．功率的計(jì)算 物理學(xué)中，做功的快慢用功率來表示。單位時(shí)間內(nèi)完成的功叫功率，即功率=。如果用W表示功，t表示時(shí)間，P表示功率，則功率的定義公式為。在國(guó)際單位制中，功的單位是焦，時(shí)間的單位是秒，功率的單位就焦/秒，專門稱之為瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，這是為了紀(jì)念英國(guó)發(fā)明家瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)所做的巨大貢獻(xiàn)。1秒時(shí)間內(nèi)完成1焦的功，功率就是1瓦，換句話說1瓦=1焦/秒。比方說，你在1秒內(nèi)把一杯水送到嘴里，你做功的功率大約是1瓦。工程技術(shù)上，還有千瓦、兆瓦等功率單位，1千瓦=103瓦，1兆瓦=106瓦。 功率大小是描述機(jī)器性能的一個(gè)重要指標(biāo)，選購機(jī)器時(shí)，功率是一個(gè)首要因素。只有合適的功率，才能在實(shí)際生活中發(fā)揮機(jī)器應(yīng)該體現(xiàn)的功能。 功率也可以用另一種形式表示。我們可通過以下例子來分析：一輛汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。牽引力F、速率v和功率P之間有什么關(guān)系？由于汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度是單位時(shí)間內(nèi)所通過的路程；將速度乘以力，就表示單位時(shí)間內(nèi)做的功，這正是功率，所以F、v、P之間滿足P=Fv。顯然P=Fv，是從公式P=、W=Fs、v=推導(dǎo)出來。以后解題時(shí)可作為公式直接應(yīng)用。從P=Fv來看，若功率保持一定，那么加大速度必定要相應(yīng)減少力，否則就不能保持它們的乘積即功率不變。平時(shí)我們說機(jī)器的功率多大，是指機(jī)器正常工作時(shí)的功率。在解一些有關(guān)運(yùn)動(dòng)的物體（包括機(jī)器）的功率時(shí)，應(yīng)用P=Fv比較簡(jiǎn)捷。例如，拖拉機(jī)深耕土壤時(shí)，為了獲得較大的牽引力就必須降低速度。又如汽車以高速度行駛時(shí)，它的牽引力較小，適用于阻力較小的情況。當(dāng)汽車上坡或負(fù)載加重時(shí)，它需要克服較大的阻力，就應(yīng)換用低速度行駛，以獲得較大的牽引力。汽車、拖拉機(jī)上裝置的變速箱就是出于這個(gè)道理。想一想，車床在切削硬的工件時(shí)，是讓車床打快轉(zhuǎn)還是打慢轉(zhuǎn)？ 3．如何比較功率的大小 一般采用下列三種方法比較： （1）在相同的時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大。 （2）在做功相同的條件下，比較做功的時(shí)間的長(zhǎng)短，所用的時(shí)間越短，功率越大。 （3）在做功時(shí)間和做功多少都不相同的條件下，應(yīng)用P=計(jì)算后進(jìn)行比較 【教學(xué)程序】 〖新課引入〗 復(fù)習(xí)：有關(guān)功的幾個(gè)小問題一一提問 本節(jié)課從活動(dòng)1.6開始，讓學(xué)生討論本實(shí)驗(yàn)相關(guān)準(zhǔn)備工作，后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．做功有多有少，那么存在快慢嗎？ 一同學(xué)兩次爬三層樓高：一次用了兩分鐘，一次用了四十秒，哪次快？ 〖新課進(jìn)行〗 1．課前準(zhǔn)備 探究小組準(zhǔn)備磅秤、秒表、刻度尺等。 2．活動(dòng)目的 （1）估測(cè)人登樓的平均功率。 （2）探究人體的輸出功率。 3．方法點(diǎn)撥 估測(cè)人登樓的平均功率。 活動(dòng)：請(qǐng)一個(gè)同學(xué)從一樓登到四樓，第一次是慢慢走上去，第二次是很快跑上去。 測(cè)一測(cè)：在上述活動(dòng)中，測(cè)出這個(gè)同學(xué)的質(zhì)量m，量出樓的高度（一樓到四樓）h，記下這個(gè)同學(xué)兩次登樓所用的時(shí)間t1和t2，并把有關(guān)數(shù)據(jù)填在下表中。 同學(xué)質(zhì)量 m/kg 樓的高度 h/m 走上樓的 時(shí)間t1/s 跑上樓的 時(shí)間t2/s 走上樓的 功率P1/W 跑上樓的功率P2/W 算一算：根據(jù)算出登樓時(shí)的平均功率。 議一議：這個(gè)同學(xué)兩次登樓所做的功是否相同，在前后兩次登樓過程中，做功快慢是否相同？ 說一說：請(qǐng)做上樓實(shí)驗(yàn)的同學(xué)說說兩次登樓有什么不同感受。 想一想：利用算出的登樓的平均功率比實(shí)際值是偏大還偏??？ 探究人體的輸出功率。 提出問題：如何測(cè)出在正常情況下身體的輸出功率。 設(shè)計(jì)方案：①到木工房準(zhǔn)備一塊木板。 ②在平地適當(dāng)距離的兩端各平放一堆（4塊）磚頭，然后在磚塊上放木板，木板的兩端與磚頭齊平。 ③請(qǐng)你的同學(xué)抓穩(wěn)木板，使木板保持平衡。 ④測(cè)出你的質(zhì)量m。 ⑤測(cè)出地面到木板頂端的高度h。 ⑥兩腳同時(shí)離地跳上木板，再從木板上跳下來（一上一下算一個(gè)來回）。 ⑦請(qǐng)同學(xué)記下均勻的速度跳20個(gè)來回所花的時(shí)間。 ⑧求出你跳20個(gè)來回的功率。 ⑨再請(qǐng)身材較高、體重較重的同學(xué)來做上述實(shí)驗(yàn)。 ⑩再請(qǐng)身材較小、體重較輕的同學(xué)來做上述實(shí)驗(yàn)。 將數(shù)據(jù)記錄在下表中。 同學(xué) 重力 G/N 木板高 h/m 跳20個(gè)來回的時(shí)間t1/s 跳20個(gè)來回 所做的功W/J 功率 P/W 同學(xué)1 同學(xué)2 同學(xué)3 得出結(jié)論：算出上述實(shí)驗(yàn)中各個(gè)同學(xué)的功率，從而得出人體向上跳時(shí)的輸出功率與人體的重力、人體向上跳的速度的關(guān)系 〖思考練習(xí)〗 自己爬摟的功率和那些因素有關(guān) 〖布置作業(yè)〗 1、、《啟東練習(xí)冊(cè)》 2、三“W”中的第3題，是實(shí)踐性作業(yè)，建議指導(dǎo)學(xué)生對(duì)日常生活中的家電進(jìn)行認(rèn)真觀察后對(duì)各種類型功率大小有大致了解，為今后進(jìn)一步學(xué)好電學(xué)打好基礎(chǔ) 【板書設(shè)計(jì)】 1、 功率是表示物體做功快慢的物理量 2、 功率定義 3、 功率公式 4、 功率單位：瓦（w）、物理意義 *教后記* ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________