高教版中职物理（类）电子教案201第一节 功 功率

主题二功和能

第一节功功率教学设计案例

课程内容第一节功功率

课程类型启发讲授课课时2学时

本节主要让学生理解功的概念，知道做功的两个必要因素，知道计算

教材内容功的大小的普遍公式，并能利用公式进行简单计算，了解正功与负功的物

分析理意义。理解功率的概念，知道功率与速度的关系，能用公式进行简单计

算，并能用其解释生产、生活中的相关现象。

学生在初中就学习过功和功率的概念，但只是力与位移方向一致的

学情分析情况。现在我们要学习功的普遍公式、负功的物理意义、合力做功的计算

方法、功率与速度的关系等内容。

1.理解功、功率等物理概念，知道计算功的大小的普遍公式，了解

正功与负功的物理意义，知道功率与速度的关系，能利用相关公式进行简

单计算，巩固“做功与能量转化有关”“力作用在物体上，并使物体在力

的方向上发生了位移，则力对物体做了功”等观念，形成“功的大小与力

和位移的夹角有关”“在动力机械功率不变的条件下，输出的牵引力与速

度成反比”等观念，能用其解释生产、生活中的相关现象。

2.了解定义功的乘积定义法、定义功率的比值定义法。了解计算功

教学目标的大小时使用的分析法，了解研究功率与速度的关系时使用的演绎法等，

增强科学论证等核心素养。

3.通过课后研究变速自行车的齿轮组合方式、测量人体产生的最大

功率等实践活动，增强技术运用、探究设计等核心素养，提高工程思维能

力。

4.通过课后实践活动，发展工匠精神和合作交流等素养。了解我国

C919大型客机、三峡升船机等科技成就，增强民族自豪感和科技传承的

使命感。

让学生了解功的普遍公式及合力做功的计算方法、建构正功与负功

教学重点

的概念、了解动力机械的功率与速度的关系。

教学难点分析功的普遍公式、建构负功的概念、了解功率与速度的关系。

让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验

教学策略

观察能力，受到科学方法熏陶。

主要教法启发式讲授

主要学法倾听、思考、讨论，合作学习

教学资源多媒体课件展示系统等。

课堂实施

教学

教学内容教师活动学生活动设计意图

环节

1.匀速向上运动的物体与静止的物体1.安排对教材和教让学生通

有什么不同？学生进行学视频进行过课前自

2.怎样才是力对物体做功？预习（阅学习和思主学习，

3.什么是乘积定义法？读教材、考，并与同发现自己

4.恒力对物体做功的普遍公式是什观看老师学讨论其中不理解的

么？提供的微发现的问问题，准

5.分析恒力做功的大小与力和位移间课视频）。题，将疑问备到课堂

课前夹角的关系，共有几种情形？2.就学反馈给老上与同学

准备6.什么是分析法？生提出的师。讨论，与

7.如何计算合力做的功？问题进行老师交

8.什么是功率？有针对性流，解决

9.功率与速度有什么关系？地备课，疑问。

准备在课

堂上学生

讨论时给

予指导。

新创设情境：展示图思考激发学生

课在建筑工地上，经常可以看到起片、提问：学习动

引重机将装满了混凝土的料斗提升这两种情力，明确

入到高处，再运送到各个施工现场形有什么学习目标

的情景。其他方面

起重机将料斗向上匀速吊起和将的不同？

料斗静止地吊在半空中，这两种

情形中料斗的运动方式虽然不

同，但是受力情况却是相同的，都

受到相同的重力和拉力。

新在初中物理中，我们已经学过有讲述倾听回顾初中

课关功的初步知识。一个物体受到所学，注

教力的作用，如果在力的方向上发意知识衔

学生了一段位移，就说这个力对物接。

课堂

体做了功。

实施

W=Fs

这种定义物理量的方法是乘积定讲述倾听让学生了

义法。解乘积定

用两个或多个物理量相乘来定义义法。

新物理量的方法，称为乘积定义

法，它是一种数学方法。

力和物体在力的方向上发生的位分析做功倾听、理解、分析做功

移，是做功的两个不可缺少的因的两个要记忆的两个要

素。例如，一个小球在光滑的水平素，并举素，为下

面上做匀速直线运动，因为小球例说明。面引出做

在位移方向上没有受力，所以，没功的普遍

有力对小球做功；再如，某人提着公式做准

一桶水站着不动，虽然用了力，但备。

在力的方向上没有位移，所以他

也没有做功。

起重机在向上匀速吊起料斗时对讲述，回倾听、理解让学生巩

料斗做了功，做功对应着某种形应“情境固能量观

式的能量转化，即要消耗能量；当与问题”念。

起重机静止地将料斗吊在半空中中的问

时，虽然拉力相同，但是起重机没题。

有对料斗做功，因此不消耗能量。

在实际生产、生活中，物体的位移展示图倾听、理解、让学生了

方向并不总是跟力的方向相同。片、分析记忆解力对物

当力F的方向跟位移s的方向成推导出力体做功的

某一角度a时，力对物体做功的对物体做普遍公

计算方法：功的普遍式。

W=Fscosa公式。

分析恒力做功的大小与力和讲解、分倾听、理解、让学生了

位移间夹角的关系，共有以下几析恒力做记忆解恒力做

种情形：功的各种功的各种

当a=0时，cosa=LW=情形。情形。

Fs,力和位移方向相同，力对物体

做正功。

当0<a<90°时，cosa>0,

W为正值，力对物体做正功。

当a=90°时，cosa=0,W

=0,力和位移方向垂直，力对物

体不做功。

当90°<a<180°时，cosa

<0,W为负值，力对物体做负功。

当a=180°时，cosa=—1,W=

~Fs,力和位移方向相反，力对物

体做负功。

【思维与方法】分析法讲述倾听让学生了

分析法就是把研究对象分解为各解分析

个组成部分和要素，然后分别加法。

以研究，从而揭示事物的属性和

本质的方法。

一个力对物体做负功，表示这个讲解负功倾听、理解让学生了

力阻碍物体的运动。因此，当力对的物理意解负功的

物体做负功时，我们常说物体克义。物理意

服这个力做功。例如，当摩擦力对义。

物体做负功时，也可以说物体克

服摩擦力做功。

如果公式W=Fscosa中的厂是几讲解倾听、理解、让学生了

个力的合力，那么a就是合力方记忆解合力做

向与物体位移方向间的夹角，W就功的计算

是合力做的功。通过分析可以证方法。

明，合力做的功等于各个分力做

功的代数和。

示例1一个质量为150kg的小展示图倾听、观看、让学生了

车，受到与水平方向成37°角斜片、讲解理解、记忆解运用功

向上方的500N的拉力，与地面间运用功的的定义式

的摩擦力为100N,在水平地面上定义式解解决实际

移动的距离为5m。求合力对物体决实际问问题的方

做的功。题的方法。

分析小车在水平地面上移动法。

时，受到重力G、支持力八、拉

力尸和摩擦力/四个力的作用，

如图所示。由于重力G、支持力FN

的方向与小车的位移方向垂直，

不做功，因此合力做的功就是拉

力尸和摩擦力与做功的代数和。

解拉力做的功

W=FsCOsa=500X5Xcos3rJ

心2000J

摩擦力做的功

Wpf=-Ff5=-100X5J=

-500J

合力做的功

W^=WF+Wpf=(2000-500)J

=1500J

不同物体做相同的功，所用讲述功率倾听、理解、让学生巩

的时间往往不同。例如，一台起重的概念及记忆固功率的

机能在100s内把1t货物从地面其物理意概念及其

提升到楼顶，而另一台起重机只义。物理意

需50s就能做相同的功。那么就义。

可以说，这两台起重机做功的快

慢不相同。如何描述一个力做功

的快慢程度呢？

在物理学中，把一个力所做

的功W跟完成这些功所用时间t

的比值，称为功率。用P表示功

率，则有

t

电动机、内燃机(包括柴油机、汽讲述生产倾听、理解、让学生了

油机等)等动力机械都标有额定生活中功记忆解生产生

功率，这是其在正常条件下可以活中功率

长时间工作的功率，其实际输出率概念的概念的应

功率往往小于这个数值。例如，某应用。用。

汽车发动机的额定功率是100

kW,但在平直公路上中速行驶时，

发动机实际输出的功率只有20

kW左右。在特殊情况下，例如在

爬陡坡或穿越障碍时，司机通过

将加速踏板踩到底，将供油量增

至最大，可以使发动机实际输出

的功率大于额定功率，但这种超

负荷的状态会损伤发动机，因此

要尽量避免这种操作。

把代入功率的公式，可得讲解、演倾听、理解、让学生了

WFss绎推理功记忆解功率与

P=一=——，因为D=所以

ttt率与速度速度的关

P=Fv的关系。系。

汽车发动机产生的动力通过变速讲解此公倾听、理解、让学生了

箱中的齿轮传递到车轮，司机可式在生产记忆解规律的

以通过换挡来选择使用不同的齿生活中的应用。

轮组。因为发动机的最大输出功实际应

率是固定的，所以汽车在从静止用。

起动或长距离上坡时，司机一般

都使用低速挡，来获得较大的牵

引力。汽车在平直公路上高速行

驶时，受到的阻力较小，需要的牵

引力也较小，这时就可以使用高

速挡。

然而，在发动机功率一定时，通过

减小速度提高牵引力或通过减小

牵引力而提高速度，效果都是有

限的。所以，要达到更高速度和获

得更大牵引力，必须提高发动机

的额定功率，这就是高速列车、大

型载重汽车、运载火箭等都需要

大功率发动机的原因。

学生自主学习，了解C919大型客组织学生阅读、讨论、让学生增

机。自主学质疑等。强家国情

习、巡视、怀。

指导、答

疑。

示例2一辆“解放”牌汽车发动讲解运用倾听、观看、让学生了

机的额定功率是6.0xl()4w,在水功率公式理解、记忆解运用功

平路面上行驶时受到的阻力是解决实际率公式解

1.8X103N,求发动机在额定功率问题的方决实际问

时汽车匀速行驶的速度。在同样法。题的方

的阻力下，如果行驶速度只有54法。

km/h,发动机输出的实际功率是

多少？

分析汽车匀速行驶时，牵

引力和阻力相等。根据发动机的

额定功率和牵引力，利用公式尸=

Fv即可求出速度。在同样的阻力

下，即汽车牵引力不变，当速度减

小时，发动机的实际输出功率可

由公式P'=&'求出。

解当发动机以额定功率匀

速行驶时,牵引力尸=1.8x103N,

由

P=Fv

得

P6.0x104

v=—=――——--rm/s«33m/s

F1.8x1031/

在同样的阻力下，当速度，

=54km/h=15m/s时，有

尸'=尸/=1.8x103x15W=

2.7X104W

本节的主要内容讲完了，同学还组织学生向