初中物理沪科版八年级全册第四节 做功的快慢教案设计

第四节 做功的快慢

【教学目标】

知识与技能：
    1、知道功率的概念，能用比较的方法得出功率的概念。
    2、知道功率单位的含义并能形成具体的观念。
    3、会计算简单的功率问题
    过程与方法：通过功率的概念的教学，使学生体验概念类比的研究方法。
    情感态度与价值观：
    培养学生严谨的科学研究态度。
【教学重点】
    功率的概念、意义及计算。
【教学难点】
    功率的概念和有关计算。
【教学准备】
    实验器材：弹簧测力计、刻度尺、秒表。
【教学方法】
    实验法、比较法、讨论法。
【学法指导】
    观察法、讨论法、比较法、实验探究法、练习法、阅读法。
【板书设计】
    §9.4做功的快慢
    一、怎样比较做功的快慢
  两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
    二、功率和测算功率的方法
   1、物理学中用功率来表示物体做功的快慢.
   2、功率的定义：单位时间内做的功。
   3、功率的计算公式：P=W / t 。
   4、功率的单位：瓦（W）; 常用单位还有千瓦（kW）。  １kＷ＝1000Ｗ
     １Ｗ＝１J/s，表示某物体在１ｓ内做了１Ｊ的功。
   5、注意：

（1）在公式Ｐ＝W／t中，Ｗ、ｔ的单位必须是国际单位即Ｊ、ｓ；
  （2）要计算功率必须知道功和做功的时间。
   6、测算功率的方法:测量出所做的功W和做功的时间t,然后用Ｐ＝W／t计算出来.
   7、例题
　  例1：起重机以0.1ｍ/ｓ的速度，将一重为4000Ｎ的重物匀速提高5ｍ，起重机做功的功率是多少kW？
例2：汽车在水平公路上做匀速直线运动，功率为22050W不变，当牵引力是8820N时，它的速度最大是多少？当牵引力是2205N，速度是5m/s时，它的实际功率是多少？
【教学过程】
〔新课引入〕
    提问：

1、什么是机械功？怎样才算做功？
    2、怎样计算功？
    3、如何比较物体运动快慢？物理学中用什么量表示物体运动快慢？速度是如何定义的？
  4、一建筑工地上要把500块砖送到楼顶，用定滑轮往上送，一次运50块，共花了120min，而用起重机运送1次就可运完，只要2min就可以了，已知每块砖重35N，楼高20m。试求定滑轮和起重机各做了多少功？
  学生解答：定滑轮做的功：共做ｎ＝500／50＝10次，
Ｗ１＝ｎGh＝10×35N×50×20ｍ＝3.5×10５Ｊ
　　起重机做的功：Ｗ2＝Gh＝35N×500×20ｍ＝3.5×10５Ｊ
学生回答后，教师及时表扬做得既准确又快的学生，鼓励较慢的学生。并讲述：从前面的计算我们可以看到做功不仅有多少的问题，还有一个快慢的问题。
教师指导观察课本P165图9-26中a、b两个人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答后，再指导学生观察图9-27中a、b两人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答。
  教师归纳：和比较物体运动快慢一样，比较物体做功快慢有两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
    无论是人做功还是机械做功，都有做功快慢的问题，这节课我们就来探究做功的快慢。
    1、怎样比较做功的快慢
    师：如何比较做功的快慢？方法有几种？
    生：比较做功的快慢方法有两种，相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
    [板书]比较做功快慢的两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
    2、功率和测算功率的方法
    师：为了比较物体运动快慢，我们引入了速度的概念，为了比较物体做功的快慢，我们引入功率的概念.
    [板书]物理学中用功率来表示物体做功的快慢。
    对比速度的概念，我们如何定义功率这个概念呢？
    生：把单位时间内做的功定义为功率。
    [板书]功率的定义：单位时间内做的功。
    师：如果用P表示功率，对比速度的计算公式，功率的计算公式应该是怎样的呢？
    生：P = W / t 。
    [板书]功率的计算公式：P = W / t 。
    师：根据公式，功率的单位是什么？
    生：J/s。
    师：在国际单位制中，功率的单位是由功和时间的单位复合而成的，就是J/s，后人为了纪念英国物理学家瓦特对物理学的贡献，用他的名字来作为功率的单位，简称瓦，符号W。
常用单位还有千瓦（kW）。１kＷ＝1000Ｗ
　　优秀运动员长时间运动的功率70W表示该运动员在1ｓ内做了70J的功。让学生计算前面的定滑轮和起重机搬运砖块的功率。
    Ｐ１＝Ｗ１／ｔ１＝48.6Ｗ
    Ｐ2＝Ｗ2／ｔ2＝3000Ｗ
    由计算我们可以看出起重机的功率大，即起重机做功比定滑轮快。
[反馈练习]：
    1、单位换算3×10３Ｗ＝　　　　Ｗ＝　　　　　Ｊ／ｓ。
    2、一台加强的功率是4×10３Ｗ，表示的意义是　　　　　　  　　　．
    3、下列说法中正确的是（   ）
  A、做功多的机器，功率就一定大      B、功率大的机器，做功就一定多
   C、完成相同的功，耗时多的机器功率大  D、功率大的机器做功快
  4、（1）挖掘机在1min内做了7.2×106J的功，求挖掘机的功率？
   （2）人在3S内做功150J，求人的功率？
  请基础不同层次的学生到黑板上演算，然后根据学生答题情况强调应用公式进行有关功率计算的一些注意问题。并充分肯定基础一般的同学取得的成绩，激励基础不好的学生的学习兴趣。
    注意：
    （1）在公式Ｐ＝W／t中，Ｗ、ｔ的单位必须是国际单位即Ｊ、ｓ；
    （2）要计算功率必须知道功和做功的时间。
    教师指导学生阅读P166表格，了解一些动物和交通工具的功率，指导学生读出这个表格。
　　在1s内将两个鸡蛋举高1m，做功的功率约为1W，
　　学生从一楼走到二楼的时间花了30S，通过简单计算可得这个同学上楼的功率约为60W。
学生设计：怎样测算出我从地面上将一木块匀速拿到桌面上的功率？需要测出哪些量？需要哪些测量工具？如何计算？
    学生讨论，然后教师指名回答。
    3、例题
　　例1：起重机以0.1ｍ/ｓ的速度，将一重为4000Ｎ的重物匀速提高5ｍ，起重机做功的功率是多少kW？
　　学生练习，让一学生到黑板上解答，教师讲评。
　　分析：根据G＝4000N，h＝5ｍ，求出起重机克服物体受的重力做的功
Ｗ＝Ｇｈ，根据ｖ＝0.1m/s，h＝5ｍ，求出做功的时间ｔ＝ｈ／v，再根据
Ｐ＝Ｗ／ｔ，求出起重机做功的功率。
　　解答：Ｗ＝Ｇｈ＝4000Ｎ×5ｍ＝20000Ｊ
　　　　　ｔ＝h/t＝5ｍ／0.1m/s＝50ｓ
　　　　　Ｐ＝W/t＝20000Ｊ／ 50ｓ＝400W＝0.4kW
    例2：汽车在水平公路上做匀速直线运动，功率为22050W不变，当牵引力是8820N时，它的速度最大是多少？当牵引力是2205N，速度是5m/s时，它的实际功率是多少？
　　分析：汽车在水平公路上做匀速直线运动，在时间t内通过的路程为s，其速度为v，根据P=W / t=(Fs) / t=Fv，可得v=P / F，在汽车输出功率一定时，其速度与牵引力成反比，牵引力增大，速度将减小，将已知数据代入即可求出汽车的最大速度；当汽车的牵引力改变，速度改变时，它的实际功率也将发生改变，将已知数据代入即可求出P = Fv，即可求出汽车的实际功率。
    已知：P１=22050W   F１=8820N   F2=2205N   v2=5m/s 
    求：ｖ１=？  P2=？
    解：由P = W / t =(Fs)/t = Fv 得
    v１＝Ｐ１／Ｆ１＝22050Ｗ／8820N＝2.4m/s
    P2 = F2?v2 = 2205N×5m/s = 11025W
    师：同学们可能在生活中还接触到一些电器的功率，那是电功率，在以后将继续学习，请同学们阅读课本P166信息窗。
[巩固练习]

1、甲乙两人爬楼梯比赛，已知两人的质量之比是5：6。现在同时出发从一楼跑到三楼，测得甲、乙两人所花的时间之比为9：10，则两人的功率之比是（  ）
A、3：4       B、4：3       C、25：27     D、27：25

2、汽车上坡时，驾驶员通常要换成低速档，以减小汽车的行驶速度，这样做的目的是（  ）
A、省油       B、安全       C、增大摩擦    D、增大爬坡的牵引力
〔新课小结〕
    师：通过这节课的学习，你学到了什么？
    生：知道了物理学中用功率表示做功的快慢，物体在单位时间内所做的功叫功率，功率的计算公式和单位。
    生：我们还学到了比较物体做功快慢的两种方法。
    教师对学生的回答给予表扬和肯定，并加以复述。
课外活动：
    1、测算自己爬楼的功率（需要几个同学合作配合）。
    2、课外调查：汽车上有速度计，观察汽车在平路上行驶的速度和上坡时的行驶速度有什么变化，并分析其原因。
3、估算大吊车或挖土机的功率，并与吊车、挖土机铭牌上的功率进行，看看自己的估测能力达到什么水平。