当前位置：文档之家 › 2021年高中物理第四章机械能及其守恒定律第二节功率学案粤教版必修2.doc

2021年高中物理第四章机械能及其守恒定律第二节功率学案粤教版必修2.doc

  • 格式：doc
  • 大小：672.00 KB
  • 文档页数：8

第二节 功率 学 习 目 标 STSE 情 境 导 学 1.理解功率的概念. 2.理解功率的导出公式P＝Fv的物理意义，并能利用导出公式解释有关现象，分析解决简单的机车启动问题.（重点、难点） 3.理解平均功率和瞬时功率；明确平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系（重点）

汽车爬坡时，使用低速挡提高牵引力 汽车手动变速杆

知识点一 做功快慢的描述 1.功率的物理意义. 描述不同物体做功的快慢. 2.功率的定义. 物理学上把力对物体所做的功W与做功所用时间t之比，称为功率，用符号P表示，即

P＝Wt.

3.功率的单位. （1）在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W.1 s内做了1 J的功，功率就是1 W，即1 W＝1 J/s （2）在工程技术中，功率的单位常用千瓦（kW）表示，1 kW＝1 000 . 4.标矢性：功率是标量. 5.额定功率与实际功率. 动力机械常常具有额定功率，是机械长时间工作的最大允许功率，实际输出功率一般小于这个数值. 知识点二 功率与力、速度 1.功率与速度关系式：P＝Fv（F与v方向相同）. 2.推导. 功率定义式：P＝

W

t

功的计算式：W＝Fs位移：s＝vt

―→P＝Fv

3.应用：由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度. 4.平均功率与瞬时功率. 当物体做变速运动时，若v表示在时间t内的平均速度，则P表示在这段时间内的平均功率；若v表示某一时刻的瞬时速度，则功率P表示在该时刻的瞬时功率. 知识点三 生产和生活中常见机械的功率

名称 功率P/W 电动摩托车 800 公交车 （8.0～15.0）×104 高铁 （4.8～11.0）×106 大型轧钢机 3.7×107 国产小轿车 （5.0～18.0）×104 普通火车 （2.4～3.0）×105 万吨级远洋轮船发动机 7.4×106 喷气式客机 2.0×108 小试身手 1.（多选）关于功率，下列说法中不正确的是（ ） A.做功的时间越长，功率一定越小 B.做功越多，功率一定越大 C.功率是表示力做功多少的物理量 D.功率是表示力做功快慢的物理量

解析：根据P＝Wt可知，功率与做功的多少、时间都有关系，A、B错误；功率是表示力做功快慢的物理量，C错误，D正确. 答案：ABC 2.关于功率，下列说法正确的是（ ）

A.由P＝Wt可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B.由P＝Fv可知，功率P一定与速度v成正比 C.由P＝Fv可知，力F一定与速度v成反比 D.当功率P一定时，力F一定与速度v成反比

解析：公式P＝Wt所计算的应是t时间内的平均功率，而公式P＝Fv涉及三个物理量之间的关系，因此必须在一个物理量确定不变的情况下，才能判断另外两个物理量间的关系. 答案：D

学习小结 1.功率的物理意义. 2.功率的定义. 3.额定功率、实际功率. 4.平均功率、瞬时功率

探究一 功率的计算 1.公式P＝Wt和P＝Fv的比较. 项目 P＝Wt P＝Fv 适用条件 功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率；当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，一般用来求瞬

时功率；当v为平均速度时，所求功率为平均功率

联系 （1）公式P＝Fv是P＝Wt的推论； （2）功率P的大小与W、t无关 2.公式P＝Fv中三个量的制约关系.

定值 各量间的关系 应用 P一定 F与v成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度

v一定 F与P成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 F一定 v与P成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度

特别说明：（1）对于某一做功过程，平均功率是定值，瞬时功率可能是变化的. （2）瞬时功率与某一时刻（或状态）有关，计算时应明确是哪个力在哪个时刻（或状态）做功的功率. 【典例1】 如图，质量为m的物体，自高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，经历一段时间到达斜面底端，则下列说法正确的是（ ）

A.所经历的时间为2hg B.到底端的速度为2gh C.此过程重力的平均功率为mg2hg2 D.底端时重力的瞬时功率为mg2ghsin θ 解析：由牛顿第二定律可知，物体下滑的加速度为

a＝mgsin θm＝gsin θ，

又有hsin θ＝12gsin θt2，解得：t＝1sin θ2hg，故A项错误. 由运动学公式得：v＝at，解得：v＝2gh，故B项错误. 由公式P＝Wt可知，此过程重力的平均功率为

P＝mgh1sin θ2hg＝mgsin θgh2，故C错误.

由公式P＝Fvsin θ可得，底端时重力的瞬时功率为P＝mg·2ghsin θ，故D正确. 答案：D

求解功率问题的思路 1.要明确所求功率是某物体各力的功率，还是合力的功率.如汽车发动机的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率. 2.要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率.

（1）若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，应用公式P＝Wt或P＝Fv－进行求解. （2）若求瞬时功率，需明确对应状态的速度v，应用公式P＝Fv求解.如果F、v不同方向，则将它们先投影到同一方向上再进行计算.

1.“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法.在比赛中，高三某同学1 min摇轻绳240圈，跳绳过程脚与地面接触的时间约为总时间的25，则他在整个跳绳过程中的平均功率约为（ ） A.15 W B.60 W C.120 W D.300 W

解析：假设该同学的质量约为50 kg，每次跳跃的时间t1＝602402 s＝0.5 s，腾空时间t2

＝35×0.5 s＝0.3 s，腾空高度h＝12g0.322＝0.112 5 m，上升过程中克服重力做功W＝mgh＝50×10×0.112 5 J＝56.25 J，则跳绳的平均功率P＝Wt1＝56.250.5 W＝112.5 W，最接近120 W，故C正确. 答案：C 2.质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出，经过2 s落地.g取10 m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是（ ） A.下落过程中重力的平均功率是400 W B.下落过程中重力的平均功率是100 W C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W

解析：物体2 s下落的高度为h＝12gt2＝20 m，落地的竖直分速度为vy＝gt＝20 m/s，

则下落过程中重力的平均功率是P－＝mght＝200 W，A、B错误；落到地面前的瞬间重力的瞬时功率为P＝mgvy＝400 W，C正确，D错误. 答案：C 探究二 机车启动的两种方式

1.以恒定的功率启动过程分析. 所以机车达到最大速度时a＝0，F＝f，P＝Fvm＝fvm，这一启动过程的v-t关系如图甲所示，其中vm＝Pf.

2.机车以恒定加速度启动的运动过程分析.

这一启动过程的v-t关系如图乙所示，其中vm＝P额f. ►特别说明 （1）机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，匀加速结束时的速度并未达到整个过程的最大速度vm，只是达到匀加速阶段的最大速度. （2）在P＝Fv中因为P为机车牵引力的功率，所以对应的F是牵引力，并非合力.

（3）只有最终匀速运动时F＝f，vm＝PmF＝Pmf. 【典例2】 汽车发动机的额定功率为40 kW，质量为2 000 kg.当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍（g取10 m/s2），求： （1）汽车在路面上能达到的最大速度； （2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为10 m/s时的加速度； （3）若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，汽车做匀加速直线运动的最大速度和时间. 解析：（1）汽车达到最大速度时，牵引力与阻力平衡，由此可得P＝Fvmax＝F阻vmax，

所以vmax＝PF阻＝Pkmg＝40×1030.1×2 000×10 m/s＝20 m/s.

（2）当速度v＝10 m/s时，F＝Pv＝40×10310 N＝4 000 N， 根据牛顿第二定律得F－F阻＝ma， 解得a＝F－fm＝4 000－2 0002 000 m/s2＝1 m/s2. （3）若汽车从静止开始做匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速阶段结束.由F－F阻＝ma，解得匀加速阶段的牵引力F1＝f＋ma1＝2 000 N＋2 000×1 N＝4 000 N，匀加速

运动的末速度v1＝PF1＝10 m/s，则匀加速直线运动的时间t＝v1a＝101 s＝10 s. 答案：（1）20 m/s （2）1 m/s2 （3）10 m/s 10 s

机车启动问题中几个物理量的求法： 1.机车的最大速度vm的求法：机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力F

阻，故vm＝PF＝PF阻. 2.从静止开始匀加速启动持续时间的求法：牵引力F＝ma＋F阻，匀加速的最后速度v′m

＝P额ma＋F阻，时间t＝v′ma.

3.瞬时加速度求法：根据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－F阻m.

3.质量为m的汽车，其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（ ）

A.Pmgsin θ B.Pcos θmg（k＋sin θ）

C.Pcos θmg D.Pmg（k＋sin θ） 解析：当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度；汽车匀速运动时，受力平衡.由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F＝f＋mgsin θ＝kmg

合集下载

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案 粤教版必修2

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案 粤教版必修2

验证机械能守恒定律教学目标一、知识目标1.学会以“自由落体运动”为例，利用打点计时器验证机械能守恒定律的方法。

包括实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理的方法和注意事项以及误差分析等。

二、核心素养目标1．学会自我学习，通过视频和模拟实验的学习，完成验证实验过程。

2．学会团队合作，通过小组合作学习提高实验操作的效率和准确率。

3．学会采集和处理数据的能力，树立“实践是检验真理唯一标准”的科学观。

4．培养学生珍惜能源爱护环境的的环保意识。

5．渗透感恩与爱的教育。

教学重点以“自由落体运动”为例，利用打点计时器验证机械能守恒定律。

教学难点数据处理的方法教学策略学生在前面已经做过《练习使用打点计时器》和《探究自由落体运动》这两个实验，这节课是以“自由落体运动”为例，利用打点计时器验证机械能守恒定律，实验操作和《探究自由落体运动》大同小异，因此这节课的重点不是实验操作，而是数据处理的方法。

课堂上我通过计算机模拟实验复习实验的操作过程，而不再进行实际实验操作，既让学生巩固实验操作过程，又能留下更多的时间给学生去学习数据处理的方法。

物理教学、特别是物理实验教学，必须是以事实为基础，我们不能给学生一段“虚拟的纸带”去学习。

因此课前我通过实验打出了很多条比较准确的“纸带”，把这些真实实验的“纸带”发给学生进行学习。

本堂课通过“模拟实验”、“微课视频”和“真实实验”相结合，大大提高了课堂容量和教学效率。

教具准备电脑模拟实验软件教学视频实验装置1套教学过程预设一、导：1．机械能守恒定律的内容及其条件是什么？2．做自由落体运动的物体，是否符合机械能守恒的条件？3．如何验证做自由落体运动的物体，机械能是守恒的？二、思学生带耳机自主学习。

通过操作模拟实验和观看教学视频学习。

每组4位同学，每位同学分配看其中一个教学视频，不需要看完全部的教学视频。

三、议每位学生向其他小组成员讲述自己看的那个教学视频的内容，通过交流讨论，让每位学生都掌握4个教学视频的内容。

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案4 粤教版必修2

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案4 粤教版必修2

机械能守恒定律【学情分析】学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对“机械能”并不算陌生，接受起来相对轻松。

通过前几节内容的学习，同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。

【教材分析】本节课是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。

机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。

运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。

但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握。

学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。

机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。

在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。

【教学目标】根据教材特点（注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性）和学生的特点以及高中新课程的总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）的要求特制定教学目标1．知识与技能（1）知道什么是机械能。

（2）知道物体的动能和势能可以相互转化。

（3）理解机械能守恒定律的内容。

（4）掌握机械能守恒的条件。

（5）学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功学案 粤教版必修2

高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功学案 粤教版必修2

高中物理第四章机械能和能源第1节功学案粤教版必修21、学习目标1、在初中基础上理解正功、负功、总功2、会用公式计算功2、学习重点难点力对物体做功与物体所处状态的关系三、课前预习（自主探究）1、定义：如果一个物体受到的作用，并且物体在通过了一段，就说这个力对物体做了机械功，简称功、2、公式：W＝，即力对物体做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的乘积、3、功的正负：功是标量，只有，没有，但有正负、正功表示力对物体做动力功，负功表示力对物体做功(往往说成是物体克服这个力做功)、4、（单选）下列关于力做功的说法中，正确的是( )A、人用力F=300N将足球踢出，球在空中飞行40m，人对足球做功1200JB、人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零C、物体竖直上升时，重力不做功D、只有恒力才能做功，变力不能做功5、起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是()A、mghB、mαhC、m（g＋α）hD、m（g-α）h四、课堂活动（1）小组合作交流知识点1 怎样才算做了功如右图所示，果农从地面挑起荔枝筐的过程中，对扁担做，因为这段时间内他挑担子的力和担子位移的方向；当他挑着荔枝筐行走时（不考虑担子重心的上下移动），对扁担做功，因为此时果农肩膀对扁担的支持力与位移方向。

答案：正功，相同，没有，垂直。

重点归纳对力有没有做功的理解1、功的定义：如果一个物体受到力的作用，并使物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。

2、做功的两个条件（缺一不可）：（1）力的作用（2）在力的方向上发生了位移3、一些有力或位移但不做功的情况：（1）有力但无位移，如推箱子但没有把箱子推动（2）无力有位移，如匀速直线运动，所受合外力为零，虽发生位移但也不做功。

（3）有力有位移，但位移与力垂直，如匀速圆周运动，所受合外力与位移时刻垂直，合外力也不做功。

知识点2 如何计算功如右图所示，纤夫拉船的力的方向与船前进的方向往往不会成一条直线，而是有一定的夹角。

高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案3 粤教版必修2-粤教版高一必修2物理教案

高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案3 粤教版必修2-粤教版高一必修2物理教案

第4节机械能守恒定律本节教材分析三维目标知识技能：1、掌握机械能守恒定律的含义，知道机械能守恒的条件，会合理选择零势面；2、掌握应用机械能守恒定律分析、解决力学问题的基本方法；3、掌握应用机械能守恒定律的解题步骤，知道机械能守恒定律处理问题的优点，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

过程与方法：1、通过讨论与交流，使学生知道物体的动能和势能之间是如何转化的；2、通过理论推导，掌握机械能守恒定律的推导过程；3、通过讨论与交流，对机械能守恒的条件加以推广；4、通过例题的讲解，掌握应用机械能守恒定律解题的一般步骤，知道利用机械能守恒定律解题的优点，情感态度与价值观：1、通过讨论与交流，培养学生勤于思考的习惯、积极合作的态度、敢于提出问题的胆识、准确的表达能力；2、通过理论推导机械能守恒定律，培养学生灵活应用所学知识的能力，提高学生的推理能力教学重点1、机械能守恒定律2、机械能守恒成立的条件教学难点机械能守恒定律的应用教学建议建议教师在教学中先从动能和重力势能可以相互转化入手，提问在转化过程中动能和重力势能的总量（机械能）是否相等，进而引出探究的主题；引导学生通过斜面实验现象和实验数据（图象），猜想、讨论、分析、推导出机械能守恒定律，从方法论上影响学生；之后运用已学的理论知识动能定理验证结论，将理论和实验推理很好的相结合；在条件讨论过程中设计多个情景，通过不同情况下让学生寻找力做功的共性，师生互动讨论归纳出机械能守恒的条件；最后运用提桶碰鼻实验来判断学生知识掌握的程度。

新课导入设计导入一复习动能定理的内容。

一、动能和势能之间可以相互转化例子：蹦床运动——重力势能、弹性势能、动能之间的相互转化瀑布————重力势能转化为动能撑杆跳高——重力势能、弹性势能、动能之间的相互转化结论：不同形式的能量之间是可以相互转化的，动能和势能亦如此。

过渡：动能和势能可以相互转化，转化是通过什么途径完成的呢？在转化的过程中有哪些规律可以遵循呢？导入二1、复习回顾教师提问；①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的表达式如何？②动能定理的内容和表达式是什么？（学生回答：①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。

文档推荐

最新文档