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高一物理下册《功率》教学计划(2)

实用文 时间:2021-08-31 手机版

  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:

  ⑴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。

  ⑵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

  ⑴汽车发动机5×104W~15×104W

  ⑵摩托车约2×103W

  ⑶喷气客机约2×108W

  ⑷人心脏跳动的功率1.5W左右

  ⑸火箭的发动机约1×1013W

  ⑹万吨巨轮106W以上

  ⑺蓝鲸游动的功率可达350kW

  ⑻人的平均功率约1×102W

  ⑼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:

  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;

  ⑷……

  说明: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(1)。

  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)

  教师:某汽车在平直公路上做匀速直线运动,已知其牵引力大小为F,运行速度为v,试求此时汽车牵引力F的功率为多少?

  (注意引发学生思考解决问题的思路,应用功和功率的定义式进行分析和推导。)

  2.公式:P=Fv(F与位移s或v同方向)(板书)

  即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。

  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)(板书)

  v是瞬时速度,P是瞬时功率(板书)

  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。

  教师:汽车以额定功率在平直公路行驶时,若前方遇到了一段较陡的上坡路段,汽车司机要做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶?为什么?

  预测学生的回答可能有:

  ⑴加大油门,汽车可顺利行驶到达坡顶。

  ⑵汽车要换档,才能顺利行驶到达坡顶。

  ⑶……

  师生共同分析:

  ⑴根据P=Fv知,汽车以额定功率行驶,因遇上坡路段,汽车所需的牵引力增大了,若要保持行驶速度不变,这是不可能的;加大油门,只会增加发动机的输出功率(超过额定功率),发动机将因超负荷而过热损坏。

  ⑵这是一种正确的操作方式,当司机将发动机的速度档位调低后,速度减小了,牵引力加大了,只要牵引力足够,汽车便可顺利上坡。

  教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论,如:

  ⑴汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,为什么?

  (汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,来得到较大的牵引力。)

  ⑵汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做?

  (汽车上坡时,要保持速度不变,就必须加大油门,增大输出功率来得到较大的牵引力。)

  ⑶起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,为什么发动机的输出功率越大,起吊速度就越大?

  (起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,由于牵引力与重物的重力相等,即牵引力保持不变,发动机输出的功率越大,起吊的速度就越大。)

  思考:汽车等交通工具,如何才能获得更大的行驶速度?

  教师:由P=W/t求出的是瞬时功率还是平均功率??

  学生小组讨论后得出:由公式P=W/t求出的功率,反映了该力在t时间内做功的平均快慢,故由公式P=W/t求出的功率是平均功率。?

  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?

  (人做功过快,会引起疲劳、甚至受伤、生病等,汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。)

  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?

  (奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛,人与机器一样,不能长时间超负荷运动,短跑运动员在100m赛跑中,时间不过是十几秒,能以最大的速度跑完全程,此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中,运动员不可能长时间超负荷运动,因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。)

  说明: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。

  教师:你对“额定功率和实际功率以及平均功率和瞬时功率”是怎样理解的?

  ①额定功率:指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。

  额定功率是动力机械重要的性能指标,一个动力机械的额定功率是一定的,机器不一定都在额定功率下工作。


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