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2019-2020年九年級物理《11.4 功率》教案 蘇科版 【教學(xué)目標】 1．知識與技能 知道功率的定義、單位，并對人和一些事物的功率數(shù)值有具體的概念，會計算簡單的功率問題。 2．過程與方法 從身邊生產(chǎn)和生活實際中，認識做功不但有多少之分，而且有快慢之別，學(xué)會把速度的知識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)度與價值觀 通過實驗探究，培養(yǎng)發(fā)散思維能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度，體會研究物理問題的方法。 【教學(xué)重點】 功率的概念、公式 【教學(xué)難點】 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)種機械，然而這些機械的做功本領(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，幾分鐘就行了。顯然，運送相同數(shù)量的磚到相同的高度，起重機和定滑輪做的功相同，用定滑輪做這些功用幾小時，起重機用幾分鐘，那它們做功有什么不同呢？機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，如果挖土機半小時挖土10噸，一個工人4小時挖土1噸，（假設(shè)把土提高的高度相同），那么，挖土機和工人做的功不同，所用時間也不同，怎樣比較他們做功的快慢呢？ 我們可以回顧如何比較兩個人運動的快慢。一般用兩種方法：一種是相同路程比時間，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)驗告訴我們，跑上去要比慢慢走上去累得多，這就是因為跑上去時做功的功率比走上去時的功率大的緣故。同樣，兩部等質(zhì)量的汽車向山上開，功率大的車會先到達山頂。 2．功率的計算 物理學(xué)中，做功的快慢用功率來表示。單位時間內(nèi)完成的功叫功率，即功率=。如果用W表示功，t表示時間，P表示功率，則功率的定義公式為。在國際單位制中，功的單位是焦，時間的單位是秒，功率的單位就焦/秒，專門稱之為瓦特，簡稱瓦，這是為了紀念英國發(fā)明家瓦特改進蒸汽機所做的巨大貢獻。1秒時間內(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。 功率大小是描述機器性能的一個重要指標，選購機器時，功率是一個首要因素。只有合適的功率，才能在實際生活中發(fā)揮機器應(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動。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動，因此速度是單位時間內(nèi)所通過的路程；將速度乘以力，就表示單位時間內(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。平時我們說機器的功率多大，是指機器正常工作時的功率。在解一些有關(guān)運動的物體（包括機器）的功率時，應(yīng)用P=Fv比較簡捷。例如，拖拉機深耕土壤時，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，它的牽引力較小，適用于阻力較小的情況。當(dāng)汽車上坡或負載加重時，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、拖拉機上裝置的變速箱就是出于這個道理。想一想，車床在切削硬的工件時，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，比較做功的時間的長短，所用的時間越短，功率越大。 （3）在做功時間和做功多少都不相同的條件下，應(yīng)用P=計算后進行比較 【教學(xué)程序】 〖新課引入〗 復(fù)習(xí)：有關(guān)功的幾個小問題一一提問 本節(jié)課從活動1.6開始，讓學(xué)生討論本實驗相關(guān)準備工作，后再進行實驗．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？ 〖新課進行〗 1．課前準備 探究小組準備磅秤、秒表、刻度尺等。 2．活動目的 （1）估測人登樓的平均功率。 （2）探究人體的輸出功率。 3．方法點撥 估測人登樓的平均功率。 活動：請一個同學(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。 測一測：在上述活動中，測出這個同學(xué)的質(zhì)量m，量出樓的高度（一樓到四樓）h，記下這個同學(xué)兩次登樓所用的時間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 時間t1/s 跑上樓的 時間t2/s 走上樓的 功率P1/W 跑上樓的功率P2/W 算一算：根據(jù)算出登樓時的平均功率。 議一議：這個同學(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：請做上樓實驗的同學(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際值是偏大還偏??？ 探究人體的輸出功率。 提出問題：如何測出在正常情況下身體的輸出功率。 設(shè)計方案：①到木工房準備一塊木板。 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請你的同學(xué)抓穩(wěn)木板，使木板保持平衡。 ④測出你的質(zhì)量m。 ⑤測出地面到木板頂端的高度h。 ⑥兩腳同時離地跳上木板，再從木板上跳下來（一上一下算一個來回）。 ⑦請同學(xué)記下均勻的速度跳20個來回所花的時間。 ⑧求出你跳20個來回的功率。 ⑨再請身材較高、體重較重的同學(xué)來做上述實驗。 ⑩再請身材較小、體重較輕的同學(xué)來做上述實驗。 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個來回的時間t1/s 跳20個來回 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：算出上述實驗中各個同學(xué)的功率，從而得出人體向上跳時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》 2、三“W”中的第3題，是實踐性作業(yè)，建議指導(dǎo)學(xué)生對日常生活中的家電進行認真觀察后對各種類型功率大小有大致了解，為今后進一步學(xué)好電學(xué)打好基礎(chǔ) 【板書設(shè)計】 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* ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________