教学设计功率.docx
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教学设计功率.docx
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教学设计功率
教学设计:
功率
李 娟
【教学过程】
新课导入
教师:
人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功,这与人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?
请举例说明。
(引发学生思考,让学生从身边生活寻找做功快慢的事例,并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。
)
预测学生所举事例可能有:
1、人上高楼(如8层楼)时,乘电梯比走路要快得多;
2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多;
3、挖土机与人,要完成相同的挖土任务,人花的时间要长得多;
4、从水井里提水,使用抽水机比人工要快得多;
5、……
(列举生产、生活中发生的事例,使学生体会功率与生活、生产息息相关,无处不在,研究功率具有重要的现实意义,并引导学生注意观察身边物理现象,体会到物理知识就在我们身边,感悟物理规律研究的价值,激起学生的求知欲。
)
功是能量转化的量度,人们十分关注做功的多少。
然而不同的机械或人,其做功的快慢是不同的。
(分析一些生产事例、工作场面,或展示一些做功快慢不同的图片。
有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景,使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识,从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。
)
教师:
在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的货物从地面运到三楼,
方式一:
搬运工分批搬运,需时间3h
方式二:
用一台起重机提升,需时1min
方式三:
用另一台起重机提升,需时30s
上述三种情况下,把货物由地面运到三楼时,请思考以下问题:
1、用不同的方式,对货物所做的功是否相同?
2、所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相同?
结论:
对重物所做的功相同,但所用时间不同,说明做功快慢不同。
说明:
通过引导学生分析有关事例,形成初步共识:
人们选用机械来做功时,不仅要考虑做功多少,还要考虑机械做功的快慢。
如挖掘机做功比人快;大卡车比拖拉机做功快;拖拉机耕地比牛耕地要快;起重吊车比搬运工人做功快;抽水机比辘轳提水快,等等。
研究做功的快慢有着重要的实际意义。
通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。
教师:
不同的机器或物体做功有快有慢,如何来衡量做功的快慢呢?
请同学们思考并提出解决方案。
(引导学生思考:
如何比较物体做功快慢?
讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。
)
预测学生可能有以下认识:
1、选择相同时间,比较做功多少,做功多的,做功就快;
2、选择做相同的功,比较做功的时间长短,时间长的,做功就慢;
3、类比“速度”的定义方法,用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”;
4、……
说明:
对学生提出的各种方案可能有问题或不完整,教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。
教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法,体会比值法定义功率概念。
新课推进
一、功率的含义
1.定义:
功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。
(板书)
2.定义式:
P=W/t(板书)
3.物理意义:
表示物体做功快慢的物理量。
(板书)
4.单位:
(板书)教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。
国际单位:
瓦特(w),常用单位:
千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板书)
W→功→单位:
焦耳(J)
t→做功所用时间→单位:
秒(s)
换算关系:
1kw=1000w1w=1J/s(板书)
说明:
用已知物理量的比值定义新的物理量,是建立物理概念常用的方法。
使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律,像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。
5.功率是标量,功率表示做功过程中能量转化的快慢。
(板书)
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:
(1)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。
(2)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
(1)汽车发动机5×104W~15×104W
(2)摩托车约2×103W
(3)喷气客机约2×108W (4)人心脏跳动的功率1.5W左右
(5)火箭的发动机约1×1013W (6)万吨巨轮106W以上
(7)蓝鲸游动的功率可达350kW(8)人的平均功率约1×102W
(9)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:
(1)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;
(2)载重汽车行驶得比空车慢,因此功率较小;
(3)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;
(4)……
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)
P=Fv
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:
(1)加大油门,汽车可顺利行驶到达坡顶。
(2)汽车要换档,才能顺利行驶到达坡顶。
(3)……
师生共同分析:
(1)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。
(2)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:
(1)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。
)
(2)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。
)
(3)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。
②实际功率:
机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。
实际功率可以小于额定功率,可以等于其额定功率(称满负荷运行),但不能大于额定功率,否则容易将机械损坏。
机车启动过程中,发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。
③平均功率:
物体在一段时间内做功功率的平均值叫平均功率。
通常用定义式P=W/t描述,只有当物体匀速运动时,才等于瞬时功率。
④瞬时功率:
物体在某一时刻的功率叫做瞬时功率。
通常用P=Fv表示,必须注意F、v与P的同时性。
很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率,请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来,计算家里的每部机器每天要做多少功?
要消耗多少电能?
哪一部机器最耗电?
并与同学进行交流。
教师:
(课件展示)
(1)当牵引力F一定时,功率P和速度v之间有什么关系?
(2)当速度v一定时,牵引力F和功率P之间关系如何?
(3)当输出功率P一定时,牵引力F和速度v之间有什么关系?
根据公式P=Fv可知,物体的运动速度v与牵引力F成反比,如果汽车需要较大的牵引力,就必须减小运动速度。
课件展示下列关系:
F一定时,P∝v(板书)
据P=Fv可得v一定时,P∝F(板书)
P一定时,F∝(板书)
3.推广式:
P=Fvcosα(α为力F与瞬时速度v方向间的夹角)
说明:
(1)当F为合外力时,P为合外力做功的功率;当F为某一外力时,P为该力做功的功率;
(2)在汽车等交通工具一类问题中,式中P为发动机的实际功率,F为发动机的牵引力,v为汽车的瞬时速度。
4.学生进行测功率活动。
教师:
如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢?
请同学设计一个测量方案,并进行实际测量。
(激励积极思考、设计可行方案,动脑动手,体验科学探究实验方法和感受实验成果的喜悦。
)
预测学生的实验方案可能有:
(让学生结合自己的情况来进行设计实验)
方案1:
学生快速跑上楼,来测量做功的最大功率;
方案2:
估算学生自己平时上楼或爬山过程的功率;
方案3:
设计沿某一竹杆或树杆上爬一定的高度,来测量做功功率;
方案4:
利用跳绳运动,来测量做功功率;
方案5:
测算自己举起杠铃时的最大功率(需要同学的帮忙);
《电流和电路》教学设计
四川省宜宾市兴文县建武初级中学校 杨明超
【教学目标】
(一)知识与技能
·初步认识电流,知道电流的形成及其条件,知道电流方向的规定。
·通过动手实验,认识短路、断路、通路,知道电路的组成;能从能量的角度认识电源和用电器的作用,从电路的组成认识开关的作用;能画常见的电路元件符号。
·结合电路的实际连接,学会按实物电路连接图画出对应的电路图。
(二)过程与方法
·经历简单的电路连接,观察实验现象,从现象中总结归纳出规律。
·尝试用符号表示电路中的元件,绘制简单的电路图。
(三)情感态度与价值观
·通过观察,搜集生活中的简单电路和电路元件,让学生体验物理源于生活,用于生活,乐于观察和探索生活中物理学道理,在学习电路连接、画电路图等基本技能的实践活动中培养竞争意识、合作精神、安全操作意识。
·通过连接电路,激发学习兴趣,体验解决物理问题的喜悦。
【教学重点】
让学生认识简单电路,能动手连接简单电路,会画简单的电路图,培养学生良好的电学实验习惯。
【教学难点】
由于学生的思维特点,对电流是导体中自由电子的定向移动形成的,它摸不着、看不到,只能通过可观察到的现象来获得不可直接感受的信息。
所以,电流的形成是本节的难点。
对于知识,一般来说知道了就会了,但是对于技能,“知”和“行”之间往往还有一段距离,所以电路图和电路的对应关系,即“根据电路图连接电路”和“根据电路画电路图”是本节的难点。
【教学关键】
实验是学习电学的一种基本方法,在本节中,对电流、电路和电路图的认识都是以学生连接的电路为前提的,因此本节的教学关键是指导学生连接电路,组织讨论。
【教学策略】
设计思想:
新课程标准体现重兴趣培养,重过程探究,重思维训练,重知识应用的思想。
为实现这一理念,突破本节重难点,达成本节学习目标,我将通过设计问题情境,激发探究的积极性和学生对学习的责任感,调动学生参与的热情。
通过让学生实验,营造民主、和谐、合作的探究氛围,给学生的主动探索、自主学习和提高能力留有充足的空间。
通过使用多媒体技术,帮助学生对电流的形成和电流方向等抽象知识的学习,优化课堂教学,提高教学效率和质量。
教法构想:
采用师生互动启发式教学方法。
充分利用电路组装、多媒体的直观动态教学手段,通过讨论、问答等一系列的师生活动展开教学。
教学器材:
计算机、投影仪、教学课件、电池、小灯泡、小开关、导线等若干。
【教学程序】
教学内容
教学方法
教师活动
学生活动
设计说明
引
入
课
题
观察
设问
讨论
1.展示夜景图。
2.问题:
世界上如果没有了电,会是什么样子?
你想知道有关电的哪方面的知识?
3.筛选本节学习内容,告诉学生其他电的知识,以后将逐步学到。
1.观察图画。
2.展开想象,积极讨论回答问题。
3.根据自己的兴趣需要提出自己想要知道的电学知识。
创设情景引起注意,激发学习动机。
电
流
实验
讨论
提示实验警钟。
提出实验要求:
开关要能控制灯泡。
巡视指导。
动手连接电路使小灯泡发光。
讨论探究,小灯泡为什么会发光?
发现问题,解决问题。
让学生在动手实验过程中发现用导线将电池、开关、小灯泡连接起来,有了“电”的流淌路径,体会电流的形成。
播放
动画
类比
启发
演示猜想,点拨学生思路。
问题:
水流有方向,马路上的人流有方向,电流有没有方向?
观看、讨论、猜想。
认识电流的形成和电流的方向。
利用多媒体教学手段使抽象变为形象。
设问
讨论
问题:
产生持续电流的条件是什么?
体验、讨论、回答问题。
在连接电路的基础上,让学生体验闭合开关、断开开关、强调电路的闭合性。
电
路
的
构
成
观察
讨论
引导学生观察电路由哪几部分组成?
观察自己连接的电路,联系自家的家庭电路讨论,回答问题。
培养观察能力。
由简单电路联想到家庭电路及其它复杂电路的组成。
设问
讨论
展示
启发学生认识各元件的作用。
问题:
(1)前面学过,光是一种能量,热也是一种能量,电是不是一种能量?
(2)在电路中电能由谁提供?
最终电又变成了什么?
(3)我们生活中使用的手电筒、收音机、计算器中的电池会用完吗?
课件展示电池的结构、收集到的电源和开关。
思考讨论
回答问题
观察展示
培养学生观察能力,猜想能力,联系生活实际解决问题的能力。
设问
讨论
媒体展示
引导学生认识电路的三种状态。
多媒体辅助教学,展示电路的三种状态。
闭合、断开开关、体会通路和断路。
观察展示,认识短路。
结合学生实验,用多媒体辅助教学,加深学生对只有电路么闭合是电路中才有电流的认识。
电
路
图
设问
讲解
问题:
你能把连接的电路记录下来吗?
看谁想的办法最简单,最明白,最能说明问题。
讲解电路图,介绍元件符号。
观察电路
讨论探究
观察符号图例。
实践
让学生把实验时连接的电路的电路图画出来。
巡视指导。
动手画图。
了解实际电路连接前应该先画出电路图。
设问
讲解
示范
问题:
通过实践,你认为画电路图应注意什么?
教师引导学生讨论。
学生交流画电路图的经验。
观察示范。
实践
电脑
投影
电脑投影电路实物图(手电筒、门铃、楼道)
根据实物连接图画出电路图。
培养学生画电路图的能力。
知
识
应
用
展示
学习检测:
练习一、下图是玩具电风扇的电路图,请在乙图中连接它的电路。
练习二、下面图甲是某人连接的电路。
小电动机能转吗?
在图乙中连接正确的电路并画出电路图和标出电流方向。
看、想、发表自己的见解,动手动脑练习。
检测学习效果,将知识内化为能力。
知
识
拓
展
展示
1.你知道日常生活中还有哪些简单电路?
你能画出它们的电路图吗?
(课件显示简单电路。
)
观察、思考
动手、动脑
培养学生分析能力和动手能力。
培养学生收集信息和自学的能力。
总
结
启发
引导
引导学生总结本节内容。
总结,形成知识结构。
培养学生归纳总结能力。
课
后
探
究
你知道集成电路板是怎么回事吗?
在你家里能找到这类电路板吗?
它上面是什么元件?
为什么没有导线?
它的电路图是怎样的?
【板书设计】
电流和电路
一、电流
(1)电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:
正极用电器负极
(3)获得持续电流的条件:
一要有电源,二要使电路闭合。
二、电路
(1)由电源、用电器、开关、导线四部分组成的电流路径叫电路。
电源:
提供电能的装置。
(2)各元件的作用:
用电器:
消耗电能的装置。
导线:
输送电能的装置。
开关:
控制电流通断的装置。
三、电路图
用电路元件符号表示电路连接情况的图叫电路图。
《压强》教学设计
河北省沧县杜生镇第一中学 刘学兵
【新课程教学标准要求】
通过实验探究,学习压强的概念。
能用压强公式进行简单的计算。
知道增大和减小压强的方法。
【教材分析】
本章是初中力学内容的重点知识,而压强概念又是本章知识结构的核心,也是生活生产中应用十分广泛的一个概念。
在学生解释一些自然现象中经常用到,也是学生以后学习液体压强、大气压、浮力知识的基础。
因此本节课的学习要充分强调学生是学习的主人的新课程标准理念,体现以探究式学习方式和合作学习方式,强调实验的重要性。
在教学过程中贯彻从生活走向物理,从物理走向社会的理念;采取分析现象,找出原因,提出猜想,进行实验验证猜想的研究方法,从而理解压强的概念和掌握控制变量法。
【教学目标】
(一)知识与技能
·理解压强的概念;
·理解压强的大小与哪些因素有关;
·能够用压强公式进行简单的计;
·了解增大和减小压强的主要方法。
(二)过程与方法
·通过观察生活中的压强现象,理解压强的概念;
·通过探究影响压强大小的因素掌握压强的定义和公式,掌握控制变量法;
·通过经历探究的主要环节,培养学生提问、猜想、实验和分析数据、总结概括的能力。
(三)情感态度与价值观
经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、善于观察生活等科学技能和科学素养。
【教学重点】
探究影响压力作用效果的因素;理解压强的概念。
【教学难点】
通过探究实验,学习下定义的科学方法。
【教法学法】
对于压强的概念的引入采用教师启发式教学;对于压强的影响因素和定义采用探究式教学;对于压强的计算采用讲授法及讲练结合的方法;对于增大和减小压强采用自主学习的方式。
【教具准备】
教师准备:
投影机、沙子、小桌、砝码
学生准备:
压力小桌、沙子、砝码共16组
【教学过程】
一、压力作用效果
复习提问:
力的作用效果;压力
从生活走向物理:
师:
出示图片:
(1)小姑娘站在雪地里,对雪地有压力,双脚陷入雪里;一大人利用雪橇站在雪地里,对地面也有压力,却几乎没有陷入雪地;
(2)用手按皮肤,手指对皮肤有压力,皮肤被按进一些,用的力越大,陷入越深;(3)用手按图钉帽,手对图钉有压力,图钉尖扎进桌面。
(4)吊有钩码的细绳对橡皮泥有压力作用,细绳压入橡皮泥
师:
用物理的语言描述这些事例,找出这些事例中所包含的共同特征?
(学生思考回答,教师引导提出:
相同之处,都有压力产生,都产生了作用效果)
师:
请同学们分析这些现象的相同点和不同点?
(学生思考回答,教师引导提出:
不同之处,压力的作用效果、力的大小、受力面积等不同)
师:
谁能够根据这些现象提出一个可探究的问题?
(学生思考回答,教师引导提出:
压力的作用效果跟什么因素有关?
)
(说明:
此环节的安排,充分体现从生活走向物理的新课程理念,培养学生能够用物理语言表述生活现象的语言描述能力;使学生掌握通过比较、分析等思维方式进行探究提问的技能。
)
二、探究压力的作用效果跟压力大小及受力面积的关系
1.猜想:
师:
那么,压力的作用效果和哪些因素有关呢?
请说出你的理由。
(学生回答:
压力大小,受力面积大小)
师:
压力的作用效果的大小可能跟这些因素有关,我们要研究跟其中一个因素的关系采用什么研究方法?
生:
控制变量法
设计实验:
师:
如何显示压力的作用效果?
如何控制和改变压力、受力面积等变量?
(说明:
教师边启发边演示完成任务,设计实验要解决三个问题:
显示什么,如何显示?
控制什么,如何控制?
改变什么,如何改变?
通过这样的程式化的锻炼,可使学生有目的、有方法的进行实验设计,提高课堂效率。
)
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