功和功率----案例展示

案例展示

【案例信息】

案例名称：功和功率

授课教师：

【教学设计】

一、教材分析：

在初中物理教材中，功和功率这节课是比较抽象的，教师要引导学生联系生产实际，将抽象的概念利用物理模型具体化，生活化；要力图精彩的引入，重在概念的建立过程，使学生理解重点和难点；要让学生在理解后生成为学会应用公式计算功和功率。本节课主要讲述了两大方面的知识点，其一，是力学里的功及做功的两个必要因素和功的计算公式、单位。初中物理只学习计算力的方向与物体运动方向相同情况下的功，力和运动方向成角度的问题不讨论，但可以告诉学生力跟运动方垂直时不做功，因为它没有沿力的方向移动距离，没有运动效果，从而进一步说明力做功实际上是能量转化的过程。其二，功率是反映做功快慢的物理量，物理学中用单位时间所做的功来计算功率，功率的单位，公式及推导公式，并利用公式进行相关计算等知识都是教材中的重要内容，同时，机械的功率也是衡量机械性能及优劣的一个重要指标。

二、设计思路：

本节课的教学属于物理规律的教学，它是以观测和实验为起点，从中获得思维加工的材料，对物理世界秩序性的整理和规律性的数学描述。从物理规律形成来看，教师应为学生提供丰富的、直观的感性材料，通过定量实验和观测，创造理想的物理情景，及时引导学生把感性认识上升为理性认识。所以，在教学过程中，教师应通过组织学生寻找生产和生活有关做功的实例，使学生认识功是由“力”和“在力的方向上移动的距离”两个因素决定的。体验做功的快慢与做功的多少、做功所用时间两个要素有关，从而建立功率的概念。使学生理解功率的物理意义，懂得它是一个表示做功快慢的物理量。在这过程中，应让学生认识到功率概念来源于生产和生活。这种安排加强了前后各知识点之间的联系，把相关知识串成线，有利于学生的理解和记忆，同时渗透物理科学方法的教育。

三、教学目标：

1．知识与技能

① 通过力对物体是否产生运动效果，让学生掌握功的两个必要因素；

②懂得用所学的知识去判断及进行简单计算；

③理解功和功率的区别，对生活中的功和功率进行估测；

④理解功和功率的概念，会计算有关功和功率的问题，培养学生分析问题的基本方法和基本技能。

2．过程与方法

通过观察和实验了解功的物理意义；通过比较做功的快慢，认识功率物理意义。

3．情感、态度与价值观

具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

四、教学过程设计：

大家对功这个词并不陌生，“功”的含义很多，有“贡献”的意思，还有“成效”的意思。如功课，功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等．这些词中有的功具有“成效”（板书在黑板右侧）的意思。“劳而无功”出处《庄子? 天运》是“犹推舟子涉地，劳而无功”。释意“功”，功效。花了劳力而收不到功效，形容白费力气。古人早已知道，花了力气而没有功效。那么我们物理学中的功是如何定义的，怎样才算做功呢？功率又是什么？这就是本节课我们要学习和研究的内容。

1．功的教学

环节一：力做功的两个必要因素：

（ 1 ）教师出示教材和收集好的图片，问题引领：“力对物体的作用是否产生了运动效果？” 深度追问：“在力对物体作用的过程中是否发生了能量的转化？”

【课件展示】提出的问题和图片

① 用滑轮提升物体，拉绳子用的力。② 人用手搬石头，石头未动。

③ 静止的小车在力的作用下运动起来。④ 提着水桶沿水平方向移动一段距离。

⑤ 用很大的力推桌子，桌子未动。

【小组讨论】

【小组展示】通过小组对问题的讨论，利用图片场景分析力对物体是否做功。

【学生总结】力对物体的作用产生运动效果，或者力做功使物体的能量发生转化时，说明力对物体做了功。教师在此过程中可以适当引导。

（ 2 ）教师根据学生的分析和判断，提出问题：“力做功的两个必要因素是什么？”

【学生总结】判断一个力对物体是否做了功，要看该力是否同时具备两个因素：

一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。教师板书

【教师补充】做功的两个必要因素：一作用力；二是物体在力的作用下沿力的方向移动了距离。如果对物体施加了作用力，但通过的距离没沿力的方向，这样就不能使物体的能量发生改变，因而也就没有做功。

环节二：如何对功进行计算，功的公式和单位：

（ 1 ）教师提出疑问，究竟什么是功呢？你又是如何计算的呢？请同学们阅读教材中内容，找到功的计算方法，认识功的单位。

【小组讨论】阅读教材，互相交流

【小组展示】力学里所说的功包括两个必要的因素，作用在物体上的力越大，使物体在力的方向上移动的距离越大，这个力所做的功越多。功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

①功的计算式： W=FS

②功的单位：焦耳（ J ）， 1 焦 =1 牛· 米。

（ 2 ）教师引导学生明确功的单位与能的单位是一样的，引导学生对焦耳大小又一个大致的理解，即：

焦耳的物理含义：在 1 牛顿力的作用下，物体在这个力的方向上通过的距离是 1 米。

功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。教师板书

（ 3 ）利用公式进行计算：

教师展示课件题目，学生演题并交流做法，达成共识。

【例题分析】在平地上，用 50N 的水平推力推动重 100N 的箱子，前进了 10m ，

推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高 1.5m ，他做了多少功？

分析：①马运货物时拉力方向、重力方向各是怎样的？

②货物运动距离是多少？讨论中教师应着重指出为什么在计算中跟 G 箱重无关。

已知： F ＝ 50N 、 S ＝ 10m 、 G ＝ 100N ．

求： W

1； W

2

解：根据 W

1＝ FS ＝50N×10m ＝ 500J ． W

2

＝ FS ＝ GH ＝100N×1.5m ＝

150J ．

（ 4 ）课堂活动，继续深入计算功：

【课堂活动】估算一块橡皮泥从课桌上调到地下，橡皮泥的重力所做的功。2．功率的教学

环节一：功率是做功快慢的物理量；功率的定义。

教师提出问题，提示可以和八年级上册“比较物体运动快慢的方法”相类比。

问题一：甲同学把一桶水提到 3 楼用了 30 秒，而乙同学把同样的一桶水提到 3 楼却用了 40 秒，谁做功快？

问题二：如果甲物体 1 分钟做了 300J 的功，而乙物体 40 秒钟做了 240J 的功，谁做功快？

【小组讨论】

【小组展示】学生类比“比较物体运动快慢”和“比较力对物体做功快慢”提出如何比较力做功快慢的方法。

【教师点拨】运动有快慢之分，做功也有快慢之分。物理学中用功率来表示做功的快慢。那什么是功率呢？功率的单位是什么？教师板书。

【小组讨论】教师请学生阅读教材，寻找功率的物理学定义，公式和单位。

【学生展示】

①功率的定义：单位时间内完成的功叫做功率。

②功率的定义式： P=W/t

③功率的单位：瓦特（符号 W ） 1 瓦 =1 焦 / 秒； 1 千瓦 =1000 瓦。

④物理意义： 1 瓦表示物体在一秒钟内完成的功是 1 焦。教师板书

教师提示明确各物理量的单位：P －功率－瓦特（ w ）

Ｗ－功－焦耳（Ｊ）

t －时间－秒（ s ）

【教师补充】功率是衡量机械的一个重要指标，我们如何对机械所做的功率进行计算呢？

环节二：功率的计算；导出功率的其他计算公式：

（ 1 ）教师展示功率计算的变式题目，学生演题并交流做法，达成共识。

【例题分析】在平地上，用 50N 的水平推力推动重 100N 的箱子，前进了 10m 用了 10 秒，推箱子的小朋友做功的功率是多少？如果把这个箱子匀速举高 1.5m 用了 2 秒，他做功的功率是多少？

分析：①推力做了多少功，做这些功用了多少时间？

②克服物体的重力做了多少功，做这些功用了多少时间？

已知： F ＝ 50N 、 S ＝ 10m 、 G ＝ 100N ．

求： P

1； P

2

解：根据 P

1＝ W

1

/t ＝ 500J/10s=50w ． P

2

＝ W

2

/t ＝ 150J/2s=75w ．教

师板书

【深度追问】你还有其他方法计算功率吗？

【小组讨论】

若其他同学还有其他做法，接下来教师引导学生分析计算功率的另一个的公式。（ 2 ）推导功率的计算公式：

【教师引导】若在 P=W/t 中，（物体在力的作用下作匀速直线运动）

则功率的公式还可以如何表示呢 ?

【小组讨论】

【小组展示】P= W/t = F·S/t= F·v·t/t = F·v

教师明确速度的单位： v- 速度 -m/s

（ 3 ）教师展示利用功率推导公式计算的题目，学生演题并交流做法，达成共识。

【例题分析】在平地上，用 50N 的水平推力推动重 100N 的箱子，速度为 1m/s ，推箱子的小朋友做功的功率是多少？如果把这个箱子匀速举高速度为0.75m/s ，他做功的功率是多少？

分析：①推动物体所用得力，和物体移动的速度？

②克服物体的重力是多少，拉动物体上升的速度是多少？

已知： F ＝ 50N 、 S ＝ 10m 、 G ＝ 100N ．

（ 4 ）分析讨论推导公式的物理意义：

教师展示利用功率推导公式计算的题目，学生演题并交流做法，达成共识。

【例题分析】汽车在上坡或者行驶泥泞路面时，不会采用高速档行驶，往往放缓速度，这样做的目的是什么？农用拖拉机在农田里深耕的时候速度很慢，这是为什么？两者是否有什么共同点？

【小组讨论】

【小组展示】二者有共同的特点，根据公式可知，当机械的功率一定

时，减小 v 的目的是为了增大发动机的牵引力，从而克服汽车上坡时或者拖拉机深耕时产生的较大的阻力做功。

环节三：小组交流，有什么收获……

教师布置社会实践活动

【活动一】测量自己爬楼梯的功和功率？

【活动二】测量上体育课时做一次引体向上的功和功率 ?

【活动三】测量跳绳的功率？

【教学反思】

在设计本节课时，主要是把学生学放在主体地位，通过练习生活实践调动学生的自主学习、自主探究。在教师的适当点拨下，学生通过小组合作能积极主动参与观察、思考、探究。因为本节课没有复杂的实验，观察、探究的都来自生活中常见的具体实例，学生参与的积极性很高。同学们在团结协作中，获得了知识，发展了能力，并有积极的情感体验。课堂例题难度适中，有针对性，通过例题的反复变化，让学生做题时思维连贯。同时我也将问题简单化，能让学生获得成功的乐趣。学生在教师的引导下，多以问题入手，教材为辅，组间讨论，互帮互助，即达到了全员参与，又能使学生对问题深入理解，而教师则面对不同层次的学生采取分层次讲解，实现了大面积教学，在短暂的 45 分钟高效地完成教学计划。

不足之处：

（ 1 ）本节课共有两个概念，在功的概念教学耗时较长，应注意时间的合理分配。在指导学生自主学习、探究时，也应掌握时间。

（ 2 ）在学生活动前，分组必须明确，观察和探究的目的应清楚，学生活动后应予以客观的评价。

（ 3 ）讨论结束，根据学生反馈的情况，第一时间予以纠正。在最后的小结收获时，需再一次强调。对于功率单位 W 和功的表示W的不同在板书时，要给学生介绍清楚。