物理疑难教学问题创新解决方案

1、物理疑难教学问题创新解决方案物理疑难教学问题创新解决方案广东东莞刘志敏课程标准对“功率”的要求是：理解功率。关怀生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。的确“功率”在生活和生产中有着极其广泛的应用， 尽管在初中差不多学过，但高中教材对功率的更广泛意义、 瞬时功率等方面进行了拓展和加深。 功率表示做功的快慢，而做功是能量转化的量度， 因此功率更广泛的实际意义是能量转化快慢的量度，因此，功率是反映所有做功物体做功性能的一项重要指标。如此，功率就不仅仅局限在力学中， 它像能量一样， 渗透到了物理学的各个领域， 乃至于成为物理学与其它学科对话的一条管道。因此， “功率”是高中物理特别重要的教学内容。为

2、突破“功率”教学的一些难点问题，培养学生的质疑、验证意识和实验探究能力，我们自制了“功率综合实验仪” ，巧妙设计了以下实验。实验一： 1 号起重机和 2 号起重机做功快慢的两次对比实验。关心学生形成感性认识，为建立功率的概念做好铺垫。实验二： 定性探究“功率一定时，速度小，牵引力就大。”分别控制做功和做功时间相同1 号起重机是一台同步电机，正常工作时转速是恒定的，最大输出功率也是一定的， 在电动机的转轴上套了大小不同的三个轮，依照vrn，当=2电机正常运转时，大轮转动半径大，线速度也大，相当于高速档，小轮转动半径小，线速度也小，相当于低速档。 有一大瓶矿泉水， 先套在大轮边缘上来拉拉看，发明拉

3、不动，牵引力不够。再套在小轮高速档不能提起的重物低速档边缘上来拉拉看， 果真拉了起来！ 这一实验现象特能提起别好地说明了低速档产生的最大牵引力比高速档大！迁移到汽车爬坡时的换挡的问题， 就不难理解什么原因爬陡坡时要用低速档了。实验三： 定量探究“功率一定时，牵引力与速度成反比。”从 p=fv 那个公式能够看出 , 当功率一定时， 牵引力 f 和速度 v 成反比。是不是真的牵引力 f 和速度 v 会成反比呢？依旧用这台电动机来进行定量探究： 这台电动机铭牌上标示额定转速是5r/min ，而能够测出这三个轮的半径分别是：2.5cm，3.9cm，和 4.7cm，依照圆周运动的线速度公式 v=2rn，

4、能够算出三个轮正常工作时的线速度分别是： 1.31 10-2 m/s，2.04 10-2 m/s 和 2.46 10-2 m/s。将这些数据记录在 excel表格中。如何保证功率 p 一定呢？因为起重机工作时最大输出功率是一定的，因此三个轮边产生最大拉力时输出功率确实是最大输出功率，是相同的。现在分别来测三个轮边产生的最大拉力能拉起的最重f 与 v 的乘积与额度功率比较重物的重力，并记录在实验表格中。发明 f 与 v 的乘积在误差范围内相等！说明的确当功率一定时，牵引力 f 和速度 v 成反比。p、f、v 三者关系的深入领悟显然是高中“功率”教学的重点和难点。而对功率的导出式 p=fv 学生缺

5、乏感性认识，难以深入领悟。下面，我通过一个原创实验对这一重点、难点内容进行有效突破。 以下是实验二和实验三对应的教学片段同学们， p=fv板书在生产和生活中有广泛的应用！我们来分析如此一个问题展示图片 ：一辆汽车要上一条特别长、特别陡的坡，你认为要用高速档依旧低速档呢？我们来分析一下： 汽车上陡坡时需要大的牵引力，而汽车所能输出的最大功率 p 是一个定值，要获得大的牵引力 f板书，速度就要小，因此要用低速档。那么是不是真的速度小了牵引力就会大呢？实验是检验真理的标准。 老师那个地方有一台电动机， 这是一台同步电机， 正常工作时转速是恒定的， 最大输出功率也是一定的，现在我在电动机的转轴上套了大

6、小不同的三个轮，依照 v=2 rn，( 副板书 ) ，当电机正常运转时，大轮转动半径大，线速度也大，相当于高速档，小轮转动半径小，线速度也小，相当于低速档。那么是不是小轮上产生的牵引力真的会大些呢？那个地方有一大瓶矿泉水， 先套在大轮边缘上来拉拉看， 发明拉不动， 牵引力不够。再套在小轮边缘上来拉拉看，果真拉了起来！也确实是说，低速档产生的最大牵引力果真比高速档大！ 迁移到汽车爬坡时的换挡的问题，就不难理解什么原因爬陡坡时要用低速档了。我们再来进一步认识p=fv，从那个公式我们能够看出, 当功率一定时，牵引力 f 和速度 v 成反比。是不是真的会成反比呢？现在我们依旧用这台电动机来进行定量探究

7、：板书这台电动机铭牌上标示额定转速是 5r/min ，而我差不多测出这三个轮的半径分别是： 这些值，依照 v=2rn，能够算出三个轮正常工作时的线速度分别是： 这些值 。将这些数据记录在 excel表格中。p、f、v 三者关系探究实验数据记录表次数r/mv/m/sffv123如何保证功率 p 一定呢？因为起重机工作时最大输出功率是一定的， 那么三个轮边产生最大拉力时电机的输出功率确实是最大输出功率，是一定值！现在我们分别来测三个轮边产生的最大拉力能拉起重物的最大重力 ，并记录在实验表格中。我们先来测一下大轮边缘所能产生的最大拉力， 刚才我们看到大轮拉不动这么重的水，现在我倒掉一点，好了，看看这

8、会儿能不能拉动，开启电机让它顺时针转，拉起来啦！注意观看结点，唉伊，结点触碰轮边重物就开始掉下！如今，重物的重量等于大轮边缘所能产生的最大拉力， 同学们思考一下这是什么原因？我先来测一下那个重量， 1.15 千克力，我们记在 excel表格中，它会自动算出对应的拉力。现在我们来测中轮边缘所能产生的最大拉力，所以会更大些，我加些水，好了，开启电机让它顺时针转 。我们依旧要看那个结点，唉伊，结点一触碰轮边重物就掉下来， 说明这确实是我们要的最大重量， 因为它触碰轮边后半径略有增大，线速度略有增大，所能产生的最大拉力就略有减小，重物就恰好掉落！测一下那个重量， 1.38 千克力，我们记下了。最后我们

9、来测小轮边缘所能产生的最大拉力，所以会更大，我再加些水，好了，开启电机让它顺时针转 ，依旧注意观看结点，唉伊，结点触碰轮边重物还没掉下来，看来我们还要加点水用注射器加 。好了，再开启电机让它顺时针转，观看结点，唉伊，掉下来了！这确实是我们要的最大重量，测一下那个重量， 2.13 千克力，我们记下了。好了，实验做完了！从以上数据如何判断 f 与 v 是否成反比呢？我们来看 f 与 v 的乘积，发明它们在实验误差同意的范围内相等，大约是。 。！说明的确当功率一定时，牵引力f 和速度 v 成反比。那么， f 与 v 的乘积是不是会等于这台电动机的额定功率呢？我们来看一下这台电动机铭牌上的额定功率，发

10、明竟然不相等， 而是大于额定功率！ 这是什么原因呢？我们带着那个疑问进入下一阶段的学习！额定功率与实际功率能够先让学生认识什么是额定功率，什么是实际功率。再让学生阅读这段教材 截取教材画面，了解额定功率跟实际功率的关系。如今能够揭秘，原来刚才我们算出的fv 不是额定功率，而是实际功率，在特别情况下，实际功率是能够大于额定功率的， 刚才实验时是让电机满负荷拉起重物，显然属于特别情况，因此实际功率 fv 才大于额定功率。实验四：演示 100w的灯泡比 25w的灯泡要“暗”的实验现象串联时。引发学生的认知冲突，让学生对额定功率和实际功率的区别产生深刻映像！原来额定功率大的，实际功率不一定大！实验五：演示 100w的灯泡正常工作时比 25w的灯泡要“亮”。能量转化的快慢不易察觉，而灯泡“亮”确实是能量转化快！让学生通过灯泡的亮度来感受功率的大小的确与能量转化的快慢有关， 从而让学生理解功率是能量转化快慢的量度。“待机功率” 是指用电器停止工作但由于没有断开电源所消耗的功率。假如我们没有养成良好的停机断电的适应，会不知不觉造成能源的浪费！ 下图为课外兴趣小组的同学测得的洗衣机的待机功率约为 0.002kw，那么一部洗衣机 灯泡“亮”即能量转化“快”由于待机一天要消耗 0.048