寫好教案是保證教學取得成功,提高教學質(zhì)量的基本條件。為了能夠很好的幫助各位老師備課，以下是學習啦小編分享給大家的高中物理功率教案，希望可以幫到你!

　　高中物理功率教案

　　教學目標

　　1、知識與技能

　　(1)理解功率的定義及額定功率與實際功率的定義;

　　(2)P=w/t，P=Fv的運用。

　　2、過程與方法

　　(1)P=w/t通常指平均功率，為瞬時功率;

　　(2)P=Fv，分析汽車的啟動，注意知識的遷移。

　　3、情感、態(tài)度與價值觀：感知功率在生活中的實際應(yīng)用，提高學習物理科學的價值觀。

　　教學重難點

　　教學重點：理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。

　　教學難點：正確區(qū)分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計算平均功率和瞬時功率。

　　教學工具

　　多媒體、板書

　　教學過程

　　一、功率、額定功率、實際功率

　　1.基本知識

　　(1)物理意義：功率是表示做功快慢的物理量.

　　(2)定義：功W跟完成這些功所用時間t的比值叫做功率.

　　(3)定義式：P=

　　(4)單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W.

　　1 W=1 J/s,1 kW=103 W.

　　(5)功率有平均功率和瞬時功率之分，用公式

　　計算的一般是一段時間內(nèi)的平均功率.

　　(6)額定功率

　　指電動機、內(nèi)燃機等動力機械在額定轉(zhuǎn)速下可以長時間工作時的輸出功率.

　　(7)實際功率

　　指電動機、內(nèi)燃機等動力機械工作時實際消耗的功率.

　　實際功率往往小于額定功率，但在特殊情況下，如汽車越過障礙時，可以使實際功率在短時間內(nèi)大于額定功率.

　　2.思考判斷

　　(1)各種機械銘牌上所標功率一般是指額定功率.(√)

　　(2)某機械工作時的實際功率一定比額定功率小.(×)

　　(3)機械可以在實際功率等于額定功率的情況下長時間工作.(√)

　　探究交流

　　去過泰山的同學會遇到挑山工，假設(shè)挑山工和纜車將相同的貨物運至山頂，兩者對貨物做的功相同嗎?做功的功率相同嗎?

　　【提示】　兩者對貨物做的功都等于克服重力做的功，由于將相同的貨物運往相同高度的山頂，因此兩者做相同的功，而用纜車運送貨物所用時間遠小于挑山工的用時，根據(jù)功率定義知纜車的做功功率遠大于挑山工的做功功率.

　　二、功率與速度

　　1.基本知識

　　(1)功率與速度的關(guān)系式

　　P=Fv(F與v方向相同).

　　(2)推導

　　(3)應(yīng)用

　　由功率速度關(guān)系式知，汽車、火車等交通工具和各種起重機械，當發(fā)動機的功率P一定時，牽引力F與速度v成反比，要增大牽引力，就要減小速度.

　　2.思考判斷

　　(1)物體的速度為v，則重力的功率一定是mgv.(×)

　　(2)汽車的速度越大，牽引力的功率也越大.(×)

　　(3)汽車以恒定功率啟動時，加速度減小.(√)

　　探究交流

　　在越野比賽中，汽車爬坡時，常常換用低速擋，這是為什么?

　　【提示】　由P=Fv可知，汽車在上坡時需要更大的牽引力，而發(fā)動機的額定功率是一定的，換用低速擋的目的是減小速度，進而增大牽引力.

　　【問題導思】

　　1.什么是平均功率和瞬時功率?

　　2.如何求平均功率和瞬時功率?

　　3.P=Fv中的三個物理量有什么制約關(guān)系?

　　1.平均功率

　　平均功率表示在一段時間內(nèi)做功的平均快慢.平均功率與某一段時間(或過程)相關(guān)，計算時應(yīng)明確是哪個力在哪段時間(或過程)內(nèi)做功的功率.

　　2.瞬時功率

　　P=Fv·cos α(α表示力F的方向與速度v的方向間的夾角)，它表示力在一段極短時間內(nèi)做功的快慢程度.瞬時功率與某一時刻(或狀態(tài))相關(guān)，計算時應(yīng)明確是哪個力在哪個時刻(或狀態(tài))做功的功率.

　　也可用于計算瞬時功率，此時時間極短，t→0，但在中學階段較少用到.

　　3.P=Fv中三個量的制約關(guān)系

　　誤區(qū)警示

　　1.求平均功率時必須說明是哪段時間或哪一個過程的平均功率.可由

　　或P=F計算.

　　2.公式P=Fv僅適用于F與v方向相同的情況，若F與v方向不同，則用P=Fvcos α來計算功率，其中α是F與v的夾角.

　　例：如圖所示，質(zhì)量為m=2 kg的木塊在傾角θ=37°的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，已知：sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，求：

　　(1)前2 s內(nèi)重力做的功.

　　(2)前2 s內(nèi)重力的平均功率.

　　(3)2 s末重力的瞬時功率.

　　【審題指導】　解答本題應(yīng)注意下列問題：

　　(1)前2 s內(nèi)重力方向上物體的位移.

　　(2)前2 s內(nèi)物體的平均速度.

　　(3)2 s末物體的速度.

　　(4)重力和速度的夾角.

　　【答案】　(1)48 J(2)24 W　(3)48 W

　　規(guī)律總結(jié)：求解功率時應(yīng)該注意的問題

　　1.首先要明確是求哪個力的功率，是某個力的功率，還是物體所受合力的功率，汽車的功率是指汽車牽引力的功率，起重機的功率是指起重機鋼絲繩拉力的功率.

　　2.若求瞬時功率，需明確是哪一時刻或哪一位置，再確定該時刻或該位置的速度，應(yīng)用公式P=Fv，如果F、v不同向，則投影到相同方向再計算.

　　四、機動車的兩種啟動方式

　　【問題導思】

　　1.如何分析機車恒定功率啟動時的運動性質(zhì)?

　　2.機車以恒定加速度啟動時，功率怎么變化?

　　3.如何用圖象描述兩種啟動過程?

　　1.分析機車以恒定功率啟動的運動過程

　　2.分析機車以恒定加速度啟動的運動過程

　　汽車先以恒定的加速度啟動，達到額定功率P額后再以恒定功率運動，因此啟動過程分為兩個階段：

　　誤區(qū)警示

　　1.在P=Fv中因為P為機車牽引力的功率，所以對應(yīng)的F是牽引力，并非合力.

　　例：在水平路面上運動的汽車的額定功率為100 kW，質(zhì)量為10 t，設(shè)阻力恒定，且為車重的0.1倍(g取10 m/s2).

　　(1)求汽車在運動過程中所能達到的最大速度.

　　(2)若汽車以0.5 m/s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，這一過程能維持多長時間?

　　(3)若汽車以額定功率不變從靜止啟動后，當汽車的加速度為2 m/s2時，速度多大?

　　【審題指導】　解答該題應(yīng)注意以下問題：

　　(1)汽車達到最大速度時牽引力等于阻力.

　　(2)勻加速運動時牽引力恒定，且可用牛頓定律求出.

　　(3)勻加速運動結(jié)束時汽車達到額定功率.

　　【答案】　(1)10 m/s(2)13.4 s(3)3.3 m/s

　　規(guī)律總結(jié)：機車啟動問題的求法

　　1.機車的最大速度vm的求法：機車達到勻速前進時速度最大，此時牽引力F等于阻力Ff，故

　　五、功率問題的實際應(yīng)用

　　例：跳繩是一種健身運動，設(shè)某運動員的質(zhì)量為50 kg，他每分鐘跳180個，假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的2/5，則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是多少?(g取10 m/s2)

　　高中物理功率知識點

　　1.功

　　(1)功的定義：力和作用在力的方向上通過的位移的乘積。是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量。

　　定義式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點位移(對地)，θ是力與位移間的夾角。

　　(2)功的大小的計算方法：

　　①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進行計算，本公式只適用于恒力做功。②根據(jù)W=P·t，計算一段時間內(nèi)平均做功。③利用動能定理計算力的功，特別是變力所做的功。④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功。

　　(3)摩擦力、空氣阻力做功的計算：功的大小等于力和路程的乘積。

　　發(fā)生相對運動的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功：W=fd(d是兩物體間的相對路程)，且W=Q(摩擦生熱)

　　2.功率

　　(1)功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是標量。求功率時一定要分清是求哪個力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時功率。

　　(2)功率的計算①平均功率：P=W/t(定義式)表示時間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用。②瞬時功率：P=F·v·cosα P和v分別表示t時刻的功率和速度，α為兩者間的夾角。

　　(3)額定功率與實際功率：額定功率：發(fā)動機正常工作時的最大功率。實際功率：發(fā)動機實際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時間超過額定功率。

　　(4)交通工具的啟動問題通常說的機車的功率或發(fā)動機的功率實際是指其牽引力的功率。

　　①以恒定功率P啟動：機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動，后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。

　　②以恒定牽引力F啟動：機車先作勻加速運動，當功率增大到額定功率時速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運動，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。

　　3.動能：物體由于運動而具有的能量叫做動能。表達式：Ek=mv2/2

　　(1)動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量。

　　(2)動能和動量的區(qū)別和聯(lián)系

　?、賱幽苁菢肆浚瑒恿渴鞘噶?，動量改變，動能不一定改變;動能改變，動量一定改變。

　?、趦烧叩奈锢硪饬x不同：動能和功相聯(lián)系，動能的變化用功來量度;動量和沖量相聯(lián)系，動量的變化用沖量來量度。③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m

　　★★★★4.動能定理：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化。

　　表達式：

　　(1)動能定理的表達式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的。但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況。(2)功和動能都是標量，不能利用矢量法則分解，故動能定理無分量式。

　　(3)應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響。所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷。

　　(4)當物體的運動是由幾個物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把這幾個物理過程看作一個整體進行研究，從而避開每個運動過程的具體細節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優(yōu)點。

　　5.重力勢能

　　(1)定義：地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢能。

　?、僦亓菽苁堑厍蚝臀矬w組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨具有的。②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)。③重力勢能是標量，但有"+"、"-"之分。

　　(2)重力做功的特點：重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運動路徑無關(guān)。WG=mgh。

　　(3)做功跟重力勢能改變的關(guān)系：重力做功等于重力勢能增量的負值。即：

　　6.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。

　　★★★7.機械能守恒定律

　　(1)動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機械能，E=Ek+Ep。

　　(2)機械能守恒定律的內(nèi)容：在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下，物體動能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。

　　(3)機械能守恒定律的表達式

　　(4)系統(tǒng)機械能守恒的三種表示方式：

　?、傧到y(tǒng)初態(tài)的總機械能E1等于末態(tài)的總機械能E2，即E1=E2

　?、谙到y(tǒng)減少的總重力勢能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動能ΔEK增，即ΔEP減=ΔEK增

　?、廴粝到y(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機械能等于B物體增加的機械能，即ΔEA減=ΔEB增

　　[注意]解題時究竟選取哪一種表達形式，應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是：選用①式時，必須規(guī)定零勢能參考面，而選用②式和③式時，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量。

　　(5)判斷機械能是否守恒的方法

　?、儆米龉砼袛啵悍治鑫矬w或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機械能守恒。

　?、谟媚芰哭D(zhuǎn)化來判定：若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒。

　?、蹖σ恍├K子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒。

　　8.功能關(guān)系

　　(1)當只有重力(或彈簧彈力)做功時，物體的機械能守恒。

　　(2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少：WG=Ep1-Ep2。

　　(3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化：W合=Ek2-Ek1(動能定理)

　　(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化：WF=E2-E1

　　9.能量和動量的綜合運用

　　動量與能量的綜合問題，是高中力學最重要的綜合問題，也是難度較大的問題。分析這類問題時，應(yīng)首先建立清晰的物理圖景，抽象出物理模型，選擇物理規(guī)律，建立方程進行求解。這一部分的主要模型是碰撞。而碰撞過程，一般都遵從動量守恒定律，但機械能不一定守恒，對彈性碰撞就守恒，非彈性碰撞就不守恒，總的能量是守恒的，對于碰撞過程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程。根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程，兩者聯(lián)立進行求解，是這一部分常用的解決物理問題的方法。

　　高中物理解題方法

　　1、直線運動問題

　　題型概述：直線運動問題是高考的熱點，可以單獨考查，也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現(xiàn)在選擇題中，則重在考查基本概念，且常與圖像結(jié)合;在計算題中常出現(xiàn)在第一個小題，難度為中等，常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.

　　思維模板：解圖像類問題關(guān)鍵在于將圖像與物理過程對應(yīng)起來，通過圖像的坐標軸、關(guān)鍵點、斜率、面積等信息，對運動過程進行分析，從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應(yīng)按順序逐步分析，再根據(jù)前后過程之間、兩個物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程，從而分析求解，前后過程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系，兩個物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系.

　　2、物體的動態(tài)平衡問題

　　題型概述：物體的動態(tài)平衡問題是指物體始終處于平衡狀態(tài)，但受力不斷發(fā)生變化的問題.物體的動態(tài)平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題，但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態(tài)平衡問題.

　　思維模板：常用的思維方法有兩種

　　(1)解析法：解決此類問題可以根據(jù)平衡條件列出方程，由所列方程分析受力變化;

　　(2)圖解法：根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖，根據(jù)圖像分析力的變化.

　　3、運動的合成與分解問題

　　題型概述：運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題，二是小船過河的問題，兩類問題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解.

　　思維模板：(1)在繩(桿)末端速度分解問題中，要注意物體的實際速度一定是合速度，分解時兩個分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連，則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等.

　　(2)小船過河時，同時參與兩個運動，一是小船相對于水的運動，二是小船隨著水一起運動，分析時可以用平行四邊形定則，也可以用正交分解法，有些問題可以用解析法分析，有些問題則需要用圖解法分析.

　　4、拋體運動問題

　　題型概述：拋體運動包括平拋運動和斜拋運動，不管是平拋運動還是斜拋運動，研究方法都是采用正交分解法，一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.

　　思維模板：(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做勻加速直線運動，其位移滿足x=v0t，y=gt2/2，速度滿足vx=v0,vy=gt;

　　(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動，在水平方向做勻速直線運動，在兩個方向上分別列相應(yīng)的運動方程求解

　　5、圓周運動問題

　　題型概述：圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內(nèi)的圓周運動和豎直面內(nèi)的圓周運動，按其運動性質(zhì)可分為勻速圓周運動和變速圓周運動.水平面內(nèi)的圓周運動多為勻速圓周運動，豎直面內(nèi)的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內(nèi)的圓周運動重在考查向心力的供求關(guān)系及臨界問題，而豎直面內(nèi)的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.

　　思維模板：

　　(1)對圓周運動，應(yīng)先分析物體是否做勻速圓周運動，若是，則物體所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動，則應(yīng)將物體所受的力進行正交分解，物體在指向圓心方向上的合力等于向心力.

　　(2)豎直面內(nèi)的圓周運動可以分為三個模型：①繩模型：只能對物體提供指向圓心的彈力，能通過最高點的臨界態(tài)為重力等于向心力;②桿模型：可以提供指向圓心或背離圓心的力，能通過最高點的臨界態(tài)是速度為零;③外軌模型：只能提供背離圓心方向的力，物體在最高點時，若v<(gR)1/2，沿軌道做圓周運動，若v≥(gR)1/2，離開軌道做拋體運動.

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