高中物理必修1教案-《功率》

高中物理必修1教案-《功率》（精选8篇）

高中物理必修1教案-《功率》 第1篇

高中物理必修1教案-《功率》

一、教学内容分析 1．内容与地位

《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。要求学生理解功率的概念，会进行功率的计算；会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。由于功率在生活、生产中应用很广，教学中可充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。

本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题。在建立“功率”概念中，让学生体会用比值方法来建立一个新物理概念。机车起动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力。通过学生设计测量人的做功功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题能力。

2．教学目标：

（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。（2）从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。（3）理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

（4）了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联系。（5）具有敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯。3．重点难点：教学重点是理解功率的概念；难点是理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。

二、案例设计

（一）新课引入

问题：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事例，并思考机械与人或畜力做功的差异。）

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。）

参考事例：①挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多。②建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多。③从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多④家住在高楼（如8层），乘电楼比走路要快得多。⑤拖拉机耕地比牛耕地要快得多，等等。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。

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。

通过一个实际问题，具体数据，让学生感性地认识做功的快慢。如在某高楼建筑中需要搬运一批砖头到一高层上，在搬运砖头过程中，起重机和搬运工人的生产记录情况如下表所示：

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回答：

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”。

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。

（二）新课教学

1．功率

（1）定义式：物理学上用物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，作为在该时间内物体平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t

（2）物理意义：表示物体做功快慢的物理量.。

（3）单位：教师请一位同学正确地说出公式中各个字母所表示的物理量及其单位。

Ｐ：功率，单位：瓦（W），常用单位还有千瓦（ｋW）W：力所做的功，单位：焦耳（J）ｔ：做功所用时间，单位：秒(s)单位换算：１kW = 1000 W１W=１J/s

（4）功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。（5）讨论与交流：

小实验：把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中硬币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，应注意硬币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，在理论上进行的推演，使思维更加严密。

（6）认识一些常见机械做功功率

①汽车发动机：5×104 W ～ 15×104 W ②摩托车约2×103 W ③喷气客机约2×108 W ④火箭的发动机约 1×1013 W ⑤ 人的平均功率约 1×102 W，优秀运动员短时间内的功率可达1000W ⑥人心脏跳动的功率 1.5W左右 ⑦万吨巨轮 106W以上 ⑧蓝鲸游动的功率可达350kW 等等。

2．功率与力、速度的关系

思考与讨论：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？

预测学生会回答：

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。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。

(正确的回答应是①)。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，如汽车在上坡和下坡时功率、速度和牵引力会怎样变化？

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）提出问题：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其在牵引力大小为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。

课堂分析结果：

Ｐ＝F·ｖ

即力F的功率等于力F和物体运动速度ｖ的乘积.。注意：这里的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。

（1）总结：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度) ②瞬时功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬时速度)

③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。

交流讨论问题：由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，故由公式求出功率是平均功率。

（2）额定功率与实际功率的认识

问：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。）

问：奥运长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程呢？为什么？

提示：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100米赛跑中，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5000米的长跑运动中，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：此问目的在于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。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。

②实际功率：机械在运行过程中的功率是实际功率，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，否则会损坏机械。

③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，并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？请与同桌同学进行交流。

（3）汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系

当汽车输出功率一定时，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。

思考：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

学生可能回答：①加大油门，汽车可顺利到达坡顶。②汽车要换档，才能顺利驶到坡顶。

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，速度减少了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？ 3．学生进行测功率活动。（建议课后安排）问题：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。

说明：应激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学实验方法和感受实验成果的喜悦。

实验方案举例：（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）

说明：①有关实验方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，给学生以合作交流的机会。

②方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。

③根据学生设计的方案，组织学生进行实验。最后实验结果，让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。

④活动目的是：培养学生应用物理知识解决实际问题能力，并通过亲身的实验，达到内化知识，提升能力。同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。

三、案例评析 本案例的教学设计体现了物理知识源于生活，又应用于生活。“功率”与生活、生产联系密切，在引入功率、额定功率、实际功率等概念时，都注意通过生产、生活的具体实例引入，使原本枯燥无味的概念教学变得生动和有趣，学生易于认识和理解“功率”概念，有利于激发学生的学习热情。在知识形成过程中，注重引导学生学习科学思维方法，体会比值法在定义“功率”概念的作用，提高学生的应用科学思维方法解决问题的能力。通过设计测定人在某种运动中做功功率实验，来达到内化和强化物理概念和物理规律的理解，实现知识由理论向实践的转化，加强物理与生活、生产和科技的联系。

在“功率”的整个教学过程中，始终关注“生活与物理，物理与社会”的关系，培养学生关注物理学的技术应用，形成将物理知识应用于生活和生产实践的意识，较好地体现了在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上对学生进行教育的课程理念。

四、相关链接 1．瓦特其人其事

生平简介

瓦特(James Watt,1736～1819年)苏格兰发明家。1736年1月19日生于苏格兰格林诺克。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而没有受过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦的一家钟表店当学徒。

1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。

1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。科学成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大学的一台纽可门泵，得以仔细研究了结构和工作原理，找到了热量损失消耗大量燃料的症结所在，他终于想出了加一个与汽缸分离的冷凝器，汽缸外装上绝热套子，使它一直保持高温，新的蒸汽机的效率大大提高。瓦特并不满足于已经取得的成就，1781年他又制造了从汽缸两边推动活塞的双动作蒸汽机，并采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。瓦特还设计了离心节速器，利用反馈原理控制蒸汽机的转速。经过一系列的改革，蒸汽机迅速被各工业部门采用，为产业革命铺平了道路。蒸汽机车加快了19世纪的运输速度。蒸汽机→蒸汽轮机→发电机，蒸汽为第二次工业革命即电力发展铺平了道路。

趣闻轶事

童年时代的瓦特和茶壶的故事 一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。

蒸汽机与产业革命

罗尔特所著《詹姆斯·瓦特》中，曾写道：“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。

2．机动车辆常见的两种启动过程

对于汽车或机车等交通工具，在静止开始启动的过程中，发动机的输出功率、牵引力和速度的关系满足公式P＝F·v，在P、F、v三个物理量中，若保持一个量不变，当另一个量变化时，第三个量也随之变化。关于汽车的启动过程是一个较为复杂的物理过程，下面我们就两种常见的启动过程分析如下： ①汽车（或机车）以恒定的功率启动和行驶过程（请把握教材的难度和课标的难度）

汽车牵引功率保持恒定时，由P = FV可知，牵引力大小与速度成反比。结合牛顿第二定律F – f = ma可知，汽车以恒定功率启动的过程，随着汽车速度V的逐渐增大，汽车的加速度逐渐减小，直至加速度等于0，最后汽车做匀速运动。

思考：当汽车在平直公路行驶时，前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机应做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？只靠加大油门能否顺利到达坡顶？

②机车以恒定的牵引力启动的过程：机车做的是加速度a=(F-f)/m的匀加速直线运动，汽车的输出功率P随汽车速度增大而增大，直至汽车输出功率等于额定功率，匀加速过程结束。接着汽车保持功率不变，汽车通过减少牵引力，进一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做匀速行驶运动。这一过程中各量的变化，可用下列流程图来表示。

案例来源：陈峰主编，《走进课堂——高中物理（必修）新课程案例与评析》，高等教育出版社

高中物理必修1教案-《功率》 第2篇

高中物理必修1教案-《功率》

一、教学内容分析

1．内容与地位

《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。要求学生理解功率的概念，会进行功率的计算；会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。由于功率在生活、生产中应用很广，教学中可充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。

本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题。在建立“功率”概念中，让学生体会用比值方法来建立一个新物理概念。机车起动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力。通过学生设计测量人的做功功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题能力。

2．教学目标：

（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

（2）从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

（4）了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联系。

（5）具有敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好

习惯。

3．重点难点：教学重点是理解功率的概念；难点是理解功

率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。

二、案例设计

（一）新课引入

问题：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事例，并思考机械与人或畜力做功的差异。）

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。）

参考事例：①挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多。②建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多。③从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多④家住在高楼（如8层），乘电楼比走路要快得多。⑤拖拉机耕地比牛耕地要快得多，等等。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。

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。

通过一个实际问题，具体数据，让学生感性地认识做功的快慢。如在某高楼建筑中需要搬运一批砖头

到一高层上，在搬运砖头过程中，起重机和搬运工人的生产记录情况如下表所示：

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回答：

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”。

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。

（二）新课教学

1．功率

（1）定义式：物理学上用物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，作为在该时间内物体平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意义：表示物体做功快慢的物理量.。

（3）单位：教师请一位同学正确地说出公式中各个字母所表示的物理量及其单位。

Ｐ：功率，单位：瓦（W），常用单位还有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，单位：焦耳（J）

ｔ：做功所用时间，单位：秒(s)单位换算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。

（5）讨论与交流：

小实验：把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中硬币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，应注意硬币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，在理论上进行的推演，使思维更加严密。

（6）认识一些常见机械做功功率

①汽车发动机：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托车约2×10 W ③喷气客机约2×10 W ④火箭的发动机约 1×10 W ⑤ 人的平均功率约 1×10 W，优秀运动员短时间内的功率可达1000W ⑥人心脏跳动的功率 1.5W左右 ⑦万吨巨轮 10W以上 ⑧蓝鲸游动的功率可达350kW 等等。61324438 2．功率与力、速度的关系

思考与讨论：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？

预测学生会回答：

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。

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。

(正确的回答应是①)。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，如汽车在上坡和下坡时功率、速度和牵引力会怎样变化？ 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）

提出问题：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其在牵引力大小为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。

课堂分析结果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物体运动速度ｖ的乘积.。注意：这里的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。

（1）总结：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬时功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬时速度)

③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。交流讨论问题：由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，故由公式求出功率是平均功率。

（2）额定功率与实际功率的认识

问：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。）

问：奥运长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程呢？为什么？

提示：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100米赛跑中，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5000米的长跑运动中，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：此问目的在于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。

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。

②实际功率：机械在运行过程中的功率是实际功率，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，否则会损坏机械。③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，并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？请与同桌同学进行交流。

（3）汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系

当汽车输出功率一定时，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。

思考：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

学生可能回答：①加大油门，汽车可顺利到达坡顶。②汽车要换档，才能顺利驶到坡顶。

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，速度减少了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？

3．学生进行测功率活动。（建议课后安排）

问题：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。说明：应激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学实验方法和感受实验成果的喜悦。实验方案举例：（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）

说明：①有关实验方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，给学生以合作交流的机会。

②方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。

③根据学生设计的方案，组织学生进行实验。最后实验结果，让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。

④活动目的是：培养学生应用物理知识解决实际问题能力，并通过亲身的实验，达到内化知识，提升能力。同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。

三、案例评析

本案例的教学设计体现了物理知识源于生活，又应用于生活。“功率”与生活、生产联系密切，在引入功率、额定功率、实际功率等概念时，都注意通过生产、生活的具体实例引入，使原本枯燥无味的概念教学变得生动和有趣，学生易于认识和理解“功率”概念，有利于激发学生的学习热情。在知识形成过程中，注重引导学生学习科学思维方法，体会比值法在定义“功率”概念的作用，提高学生的应用科学思维方法解决问题的能力。通过设计测定人在某种运动中做功功率实验，来达到内化和强化物理概念和物理规律的理解，实现知识由理论向实践的转化，加强物理与生活、生产和科技的联系。

在“功率”的整个教学过程中，始终关注“生活与物理，物理与社会”的关系，培养学生关注物理学的技术应用，形成将物理知识应用于生活和生产实践的意识，较好地体现了在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上对学生进行教育的课程理念。

四、相关链接

1．瓦特其人其事

生平简介

瓦特(James Watt,1736～1819年)苏格兰发明家。1736年1月19日生于苏格兰格林诺克。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而没有受过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦的一家钟表店当学徒。

1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科学成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大学的一台纽可门泵，得以仔细研究了结构和工作原理，找到了热量损失消耗大量燃料的症结所在，他终于想出了加一个与汽缸分离的冷凝器，汽缸外装上绝热套子，使它一直保持高温，新的蒸汽机的效率大大提高。瓦特并不满足于已经取得的成就，1781年他又制造了从汽缸两边推动活塞的双动作蒸汽机，并采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。瓦特还设计了离心节速器，利用反馈原理控制蒸汽机的转速。经过一系列的改革，蒸汽机迅速被各工业部门采用，为产业革命铺平了道路。蒸汽机车加快了19世纪的运输速度。蒸汽机→蒸汽轮机→发电机，蒸汽为第二次工业革命即电力发展铺平了道路。

趣闻轶事

童年时代的瓦特和茶壶的故事

一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。

蒸汽机与产业革命

罗尔特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾写道：“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。

2．机动车辆常见的两种启动过程

对于汽车或机车等交通工具，在静止开始启动的过程中，发动机的输出功率、牵引力和速度的关系满足公式P＝F〃v，在P、F、v三个物理量中，若保持一个量不变，当另一个量变化时，第三个量也随之变化。关于汽车的启动过程是一个较为复杂的物理过程，下面我们就两种常见的启动过程分析如下： ①汽车（或机车）以恒定的功率启动和行驶过程（请把握教材的难度和课标的难度）

汽车牵引功率保持恒定时，由P = FV可知，牵引力大小与速度成反比。结合牛顿第二定律F – f = ma可知，汽车以恒定功率启动的过程，随着汽车速度V的逐渐增大，汽车的加速度逐渐减小，直至加速度等于0，最后汽车做匀速运动。

思考：当汽车在平直公路行驶时，前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机应做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？只靠加大油门能否顺利到达坡顶？

②机车以恒定的牵引力启动的过程：机车做的是加速度a=(F-f)/m的匀加速直线运动，汽车的输出功率P随汽车速度增大而增大，直至汽车输出功率等于额定功率，匀加速过程结束。接着汽车保持功率不变，汽车通过减少牵引力，进一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做匀速行驶运动。这一过程中各量的变化，可用下列流程图来表示。

案例来源：陈峰主编，《走进课堂——高中物理（必修）新课程案例与评析》，高等教育出版社

荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐荐初初二中物物理

教理

案教

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高中物理必修1教案-《功率》 第3篇

从物理学发展的角度看, 研究问题的情景在变化, 侧重点也有所不同, 但是, 引用经典思想方法解决问题的过程是不变的, 并且连年传承, 在后人的继承中又不断地完善丰富, 这就是物之理.其实, 解题之道亦是如此, 倘若我们引用一些经典问题并抽象总结出解题通法, 应用于新的问题之中, 这就是题之道, 即模型思想.为此, 笔者根据近年高考命题态势选用部分模型讲解说明, 希望读者能从中受益, 并能引申拓展, 丰富其内容.

一、竖直上抛运动模型

【题源示例】 (2012上海卷) 小球每隔0.2s从同一高度抛出, 做初速为6m/s的竖直上抛运动, 设它们在空中不相碰.第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为 () (g取10m/s2)

A.三个B.四个

C.五个D.六个

【解析】初速为6m/s的小球竖直上抛, 在空中运动时间t=2v/g=1.2s, 所以第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为五个, 选项C正确.

【答案】C

【模型特征】竖直上抛运动的定义为:物体获得竖直向上的初速度v0后仅在重力作用下的运动.其主要特点有: (1) 速度对称性 (上升和下降过程中物体经过同一位置的速度大小相等, 方向相反) ; (2) 时间对称性 (上升和下降过程中物体经过空间两固定位置的时间相等) ; (3) 能量对称性 (物体从AB和从BA重力势能变化量的大小相等, 均等于mghAB) .

倘若物体在恒定合力的作用下, 获得与合力反向的初速度, 这种情况可以视为类上抛运动.解答时可以利用上述的三个对称性类比解答.

从图象角度分析, 由v-t图象可清楚看出, 图象具有对称特性.如图1所示.

总之, 解答竖直上抛运动模型时, 可以采用分段处理法, 将其视为匀减速直线运动.

【常考问题】在近年考查中, 就抛体运动而言, 与实际问题联系加强, 像对称自由下落法、跳床中的抛体运动、杂技中的抛球等;另一种就是抛体运动与其他运动组合程度加强, 考查学生的综合分析能力.

【易错警示】从整体角度处理问题时, 易忽视矢量的正负号致错;当物体经过抛出点上方某个位置时, 可能处于上升阶段, 也可能处于下降阶段, 造成多解也易被忽视而漏解.

【题源激变】

【模型解读】一杂技演员, 用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球, 接到球便立即把球抛出, 已知除抛、接球的时刻外, 空中总有四个球, 将球的运动看作是竖直方向的运动, 球到达的最大高度是 (高度从抛球点算起, 取g=10m/s2) ()

【解析】根据题意可知, 当某球刚被抛出时的情景如图2所示.小球从抛出到落回原处所经历的时间是T=0.4s4=1.6s, 则由开始抛出至到达最高点的时间为t=0.8s, 则高度H=gt2/2=3.2m.选项C正确.

【点悟】综上所述, 竖直上抛运动因加速度恒定且与初速度反向, 导致物体的运动具有对称性.思考的角度可以用公式法, 也可以用图象法.围绕的线索可以是力与运动, 也可以是功与能.倘若物体在运动中受到恒定的、与速度关系为kv (kv2) 的阻力作用时情况又将如何呢, 请读者深思.

二、平衡模型

【题源示例】如图3 (a) 轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体, ∠ACB=30°角;图3 (b) 中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上, 另一端G通过细绳EG拉住, EG与水平方向也成30°角, 轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体, 则下列说法中正确的是 ()

B.图3 (b) 中HG杆受到的作用力为M2g

C.细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比为1∶1

D.细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比为M1/2 M2

【答案】D

【模型特征】平衡模型主要指共点力作用下物体的平衡, 分为静态与动态两种.对应的运动状态有静止或匀速直线运动.特征为:物体受到两力必平衡;物体受到三力共面共点;物体受到多力必构成一个封闭的多边形.

【应对策略】解答总则为F合=0.具体方法有:

(1) 物体受到三个力的作用, 采用解三角形法.

(3) 若是解决物体的动态平衡问题, 当物体受

【题源激变】到三个力作用时, 采用图解法, 条件是一个力为恒力, 另一个力方向不变.在使用图解法中, 往往有极值问题出现.利用解析法是先当静态处理, 解出结果再根据题给变化条件对结论分析.

(4) 对于多个物体组合的系统:采用整体与隔离的方法, 顺序为先整体后隔离.

【常考问题】受力分析是解决物理问题的首要步骤, 物体的平衡中的合成与分解法是矢量运算的两种基本方法.对于强调基础的高考在近年加强了该方面的考查, 并且凸显了联系实际问题、重视思想方法的考查, 甚至联系电场和磁场等知识考查学生解决平衡态的理解能力.

【易错警示】受力分析时多力和少力导致全盘皆输;力的分解时不按照实际效果进行而出错;混淆活结与死结 (活结两侧的拉力大小相等) ;分析安培力时错用右手定则;分析洛伦兹力时不分正负电荷等.

【模型解读】竖直墙壁与水平地面均光滑且绝缘, 小球A、B带有同种电荷, 用指向墙面的水平推力F作用于小球B, 两球分别静止在竖直墙面和水平地面上, 如图4所示.如果将小球B向左推动少许, 当两球重新达到平衡时, 与原来的平衡状态相比较 ()

A.推力F变大

B.竖直墙壁对小球A的弹力不变

C.地面对小球B的支持力不变

D.两个小球之间的距离变大

【答案】CD

【点悟】在处理系统问题时优先考虑整体, 在解决局部问题利用隔离法.在分析动态变化问题时, 要首先明确哪个力是恒力, 哪个力是变力, 哪个力方向不变, 方向变化的力的空间范围如何, 然后用图解法解题.当然对于动态平衡往往涉及临界问题, 甚至有数理问题, 此时不能一味利用图解方法, 要结合解析法找到临界点.说到电荷的平衡问题, 我们还要关注三个电荷一条直线上的平衡问题, 其特点为:三点共线, 两同夹异, 两大夹小, 近小远大.

三、悬球模型

【题源示例】在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块, 木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接, 弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ, 在这段时间内木块与车厢也保持相对静止, 如图6所示.不计木块与车厢底部的摩擦力, 则在这段时间内弹簧的形变量为 ()

【答案】A

【模型特征】物体受到重力和恒定弹力的作用保持匀变速直线运动状态, 重力与弹力的合力产生加速度.产生弹力的器件可以是轻绳、轻弹簧和其他物件, 只要受力分析与上题相同并使物体保持匀变速直线运动状态, 我们就可以将其视为悬球模型.焦点就是a=gtanθ (θ为弹力与竖直方向的夹角) .

【常考问题】单纯的悬球模型相对简单, 但是通过悬球的变形或组合来考查学生的综合分析能力是时下较为流行的考查方式.

【易错警示】不容易看出物体的临界状态出错;根据加速度不能判定物体的运动方向.

【题源激变】

【模型解读】如图8所示, 带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动, 小球A用细线悬挂于支架前端, 质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端.B与小车平板间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角, 则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为 ()

A.mg, 竖直向上

C.mgtanθ, 水平向右

【答案】D

【点悟】由上面模型可以看到, 悬绳拉球中要注意临界问题, 在没有出现临界问题的前提下, 一般利用常规的方法解决问题, 但是a=gtanθ作为结论应用还是非常必要的.

四、多过程问题模型

【题源示例】某电视台推出了一个游戏节目推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后, 放手让瓶向前滑动, 若瓶最后停在桌上有效区域内, 视为成功;若瓶最后不停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下, 均视为失败, 其简化模型如图9所示.AC是长度为

L1=5m的水平桌面, 选手们可将瓶子放在A点, 从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶, BC为有效区域.已知BC长度为L2=1m, 瓶子质量为m=0.5kg, 瓶子与桌面间的动摩擦系数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N, 瓶子沿AC做直线运动 (g取10m/s2) , 假设瓶子可视为质点, 那么该选手要想游戏获得成功, 试问:

(1) 推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?

(2) 推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

【解析】 (1) 要想游戏获得成功, 瓶滑到C点速度正好为零, 力作用时间最长, 设最长作用时间为t1, 有力作用时瓶做匀加速运动, 设加速度为a1, t1时刻瓶的速度为v, 力停止作用后瓶做匀减速运动, 设此时加速度大小为a2, 由牛顿第二定律得:

位移关系满足x1+x2=L1;

(2) 要想游戏获得成功, 瓶滑到B点速度正好为零, 力作用距离最小, 设最小距离为d, 则:

联立解得:d=0.4m.

【模型特征】多过程问题主要指多个不同性质的运动的组合, 如加速+减速、加速+匀速+减速等.此类问题的特征就是把运动和速度作为纽带承上启下, 利用时间和空间将各种运动组合关联.

【应对策略】下面就以“匀加速直线运动+匀减速直线运动”的组合为例谈解题策略.

从运动的角度:在空间上有x1+x2=x, 时

从图象的角度:v-t图象中速度为临界点 (速度最大) , 斜率反映加速度、面积反映位移.“截距”指的是图线与坐标轴的交点, 当横轴为时间轴时与纵轴的截距描述初速度, 与横轴的截距表示运动开始对应的时刻.

从功的角度:利用全过程法有W动+W阻=0.

【常考问题】从近年高考考查情况看, 对多过程问题的考查还是较为频繁的, 有纯粹的运动学多过程问题, 也有带电粒子在组合场中运动的多过程问题.所以要解决好此类问题, 熟练掌握运动学中的多过程问题有助于理解和应用.

【易错警示】多过程问题往往涉及图象或者应用到图象:图线并不表示物体实际运动的轨迹;图象中的点、线、面、截距、拐点等图象的要素理解不透会导致错误.在利用牛顿运动定律解决问题时, 各个不同过程中受力情况不同, 有些力 (如摩擦力) 可能发生变化, 不能“前后一致”会导致计算出错;在应用功能关系求解时不能明晰各段哪些力做功而出错.

【模型解读】一名消防队员在模拟演习训练中, 沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60kg, 他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑, 滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍, 下滑的总时间为3s, g取10m/s2, 那么该消防队员 ()

A.下滑过程中的最大速度为4m/s

B.加速与减速过程的时间之比为1∶2

C.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1∶7

D.加速与减速过程的位移之比为1∶4

【答案】BC

【点悟】对于力学中的多过程问题主要以图象、实际 (运动、交通、生活) 等问题介入.对于图象介入的要从图中读出有用信息, 要注意图象的含义;对于实际问题, 要养成良好的解题习惯, 勾画出对应的模型.有些问题利用图象解决可能简单快捷, 像升降机从底楼到顶楼所用时间的最小值用上图分析很容易得到:升降机先做匀加速直线运动再做匀减速直线运动所用时间最短.

高中物理必修1教案-《功率》 第4篇

（1）课程性质。

物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。

（2）课程基本理念。

①在课程目标上注重提高全体学生的科学素养。

②在课程结构上重视基础，体现课程的选择性。

③在课程内容上体现时代性、基础性、选择性。

④在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化。

⑤在课程评价上强调更新观念，促进学生发展。

对高一物理教学而言，是急功近利的要分数，对学生进行知识的“注入式”式教学（实践证明效果不好）；还是着眼于学生终身发展的需要，让学生自主、合作、探究地学习，去培养学生学习物理的兴趣，提升学生的科学素养。课程标准应该说为我们的教学目标指明了方向。

2．分析课程结构，合理构建知识框架

必修1模块是高中物理的第一个模块，是共同必修模块。是为全体学生设计的，旨在引导学生学习基本的物理内容，了解物理学的思想和研究方法，初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响。

本模块划分为以下两个二级主题：

运动的描述

相互作用与运动规律

（1）本模块的概念和规律是进一步学习的基础，核心依然是“力和运动”的关系。

说明：本模块的教学要十分注意与初中物理的衔接。在教学中要时时注意降低台阶，引导学生从初中已经学过的内容过渡到高中要学习的新内容，进而逐步适应高中阶段的教学要求。切不可盲目追求一步到位，否则必然是欲速则不达。

由初中到高中，认识上的一个台阶：矢量。我们清楚力是运动改变的原因，运动是物质存在的一种形式。对学生而言，运动是形象的、具体的，通过物体的运动去渗透矢量的观点（只是引入矢理的概念）学生易于接收、易于理解。因此教材的安排是从“运动的描述”开始的。

（2）突出了物理学是以实验为基础的科学。

有关实验在高中物理中具有典型性。要通过这些实验学习基本的操作技能，体会实验在物理学中的地位及实践在人类认识世界中的作用。

本模块中的实验，根据它们在物理学中和物理教学中的地位、难易程度、用时长短、学校的器材条件，分成学生实验、实验、演示、做一做，在问题与练习中也有实验性的题目，还安排了很多探究性的学习活动，要求学生要有意识地运用本模块常用的研究方法和典型的实验方法来思考和研究自己身边的物理现象。总之，学生将在学习物理基础知识的同时，初步经历对自然规律的探究过程，从中体会物理学的思想，并在情感态度与价值观方面等受到熏陶。

（3）课程的呈现方式具有开放性。

普通高中物理教学要实现课程标准所设定的三个维度的具体目标，就不能仅仅依靠传统的“注入式教学”，要努力创设多样化的教学情境，帮助学生逐步适应自主、合作、探究等新型学习方式，促进学生全面素质的和谐发展。开放的课程呈现方式就是为了适应这种需要。教材的几个栏目还是值得我们去关注的，例如提出问题，让学生思考与讨论（本册至少12处要求学生“思考与讨论”）；介绍科技，让学生增长见识激发学习热情（本册有6处介绍科学漫步，两处介绍STS(科学—技术—社会)）；适时提醒，让学生对易错的问题和重点的问题理解更加准确深刻到位（教材旁边的注解共有34处，教师教学时和学生学习时都容易忽视）。

3．了解高考走势，准确定位教学起点

高考试题中必修1的内容占比并不大，这一点很好理解。必修1是面向全体学生的，不应该搞得难；但并不是说必修1不重要，相反必修1涉及到物理学的核心思想和方法，而这一点可以以选修的内容为载体进行考查。

我认为把握教学的起点要注意以下几点：

（1）注重基本概念的教学。

物理概念是物理科学知识的基本组元，是物理知识结构的基础。物理概念的准确建立，是学好物理的基础，也是发展物理思维的出发点。有针对性的物理概念教学（并注重讲练结合），能符合学生认识事物的一般规律，使课堂教学更具有科学性。加强概念教学是完成好规律教学的前提。

（2）重视基本规律的教学。

物理规律是物理过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势的反映。物理规律可分为定性和定量的两类。只揭示物理过程中各物理概念间的联系及物理过程发展趋势的规律属于定性规律，如惯性定律等。能够揭示各相关物理量之间的数量制约关系的规律属于定量规律，如牛顿第二定律等。物理规律包括定律、定理、法则和公式等。

物理规律是建立在物理概念基础上的更深一层次的物理知识，它反映了物理概念间的相互联系。物理规律是物理知识的核心。物理规律的教学是物理现象教学和物理概念教学的归宿，是物理教学的重要内容。

（3）加强物理实验的教学。

观察现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识，这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验技能，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可代替的重要作用。

4．把握重点难点，有效渗透科学方法

认真分析教材，要把握重点（难点）章节，而每一节又有重点（难点）概念或重点（难点）规律。在充分认真备课、备学生的基础上才能实现重点难点的有效突破。

（1）矢量的教学。

高中接触到的第一个矢量是位移（第一章第二节）。它指明了矢量既有大小又有方向的重要特点。在这里暂时不宜对矢量及其运算作太多的扩展，只要求学生初步认识到有一类物理量是既有大小又有方向的量，并且会用正负号来表示直线运动中位移的方向。要用实例来启发引导学生认识位移与路程的区别。

（2）加速度的教学。

对加速度的理解不可能一步到位，而是逐步加深。通过图象去认识理解加速度，在本节不宜过多地提平均加速度与瞬时加速度。当然这个理解也是逐步的。关注教材第一章第五节（速度变化快慢的描述）的“思考与讨论”；第二章第二节（匀变速直线运动的速度与时间的关系）的“说一说”，对理解匀变速直线运动和非匀变速直线运动的速度变化的规律、加速度的特点及其关系有很大帮助。

（2）匀变速运动和变加速运动中的加速度。

引入加速度是为了研究物体的运动。研究物体运动就包含了研究加速度这个重要因素。对匀变速运动的几个公式的理解也是对加速度的理解的一个方面。

（3）牛顿第二定律与加速度。

牛顿第二定律揭示了加速度产生的原因，加速度大小和方向决定的因素。

3．牛顿第二定律的教学

牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。

牛顿第二定律新授课的教学分两课时进行的。

（1）第一课时是“实验：探究加速度与力、质量的关系”。要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

体会探究过程中所用的科学方法。①控制变量法：在实验中或实际问题中，常有多个因素在变化，造成规律不易表现出来，这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和作用。它是高中物理非常重要的科学研究方法。再如探究电阻率、安培力等都利用了控制变量法。②物理归纳法是指“从特殊到一般”，即从各种实验事实的分析中，归纳出自然规律。亲历规律发现历程，让学生参与互动，通过分析加速度与质量、加速度与力的关系，归纳出牛顿第二定律，得到体验和感悟，培养创新精神或创新意识。③图像分析法。通过图像分析处理数据，易于发现规律和消除误差。分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象，根据图象写出加速度与力、质量的关系式。通过定律的探究过程，渗透物理学研究方法（运用、实验归纳法研究三个变量的关系），是整个物理教学的重要内容和任务。④等效处理思想。该实验应在光滑水平的水平面完成，简单明了。但并不存在真正光滑的平面，在此将平板倾斜“平衡摩擦力”就是一种等效处理的思想。

本节课教学设计注重学生学习过程的亲身体验，体现了“做中学”和“关注学生能力发展”的教学思想。培养学生探究的思想，训练学生实验操作的能力及数据分析处理的能力。

（2）第二课时“牛顿第二定律”。应使学生对于牛顿第二定律有深入理解、能全面掌握，即理解几个物理量和公式的内涵和外延，能应用牛顿第二定律分析解决问题。关于这一点高中物理教师都很清楚，在此不再赘述。

高中物理优秀教案必修1 第5篇

机械运动是本章的第一节，同时也是后面学习直线运动的基础。

学习本节知识之前，学生需积累较多的相关生活经验，知道生活中关于运动和静止的一些自然常识，如地球会绕太阳转等。本节内容与人们的日常生活紧密联系，有着广泛的现实意义。

本设计从“手抓子弹”的小故事引入。通过对生活中的多个实例交流并归纳出机械运动概念。通过动手实验和小组讨论的方法归纳出要判断一个物体的运动情况，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。最后通过对生活中典型实例的解释，进一步巩固参照物的概念，同时解决“如何选取合适参照物?”的问题。

本节课的学习要强调学生的主动参与，使学生感受物理与生活密切相关。通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)知道机械运动;知道参照物的概念。

(2)知道运动和静止的相对性。

(3)知道一切物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。

(4)学会用参照物解释物体的运动情况。

2、过程与方法

通过实验建立参照物的我概念，形成研究机械运动时如何选取合适的参照物的方法。

3、态度、情感与价值观

(1)能用所学的知识解释与生活有关的机械运动情况，感受物理与生活密切相关。

(2)通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

三、教学重点和难点

重点：参照物，运动和静止的相对性。

难点：学会选择合适的参照物。

四、教学资源

1、器材：磁带盒，白纸。

2、学习活动卡

五、教学设计思路

本设计的内容包括两个方面：一是机械运动的概念。二是参照物概念的建立。

本设计的基本思路是：从生活中的具体例子和体验得出机械运动的概念。当判断生活中的物体的运动情况时出现矛盾，从而激发学生的求知欲，然后通过实验、举例和讨论得出要判断一个物体的运动情况时，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。

本设计要突出的重点是：参照物，运动和静止的相对性。方法是：当判断生活中的物体的运动情况出现矛盾时，通过动手实验和小组讨论的方法得出：物体的运动和静止是相对的，要判断一个物体的运动情况前，必须先选择合适的参照物。

本设计要突破的难点是：学会选择合适的参照物。方法是：通过对几个典型例子的解释的手段学会如何选择合适的参照物。

高中物理必修1：受力分析教案 第6篇

高中物理必修1：受力分析教案

高中物理必修1：受力分析教案 1、明确研究对象，并把它从周围物体中隔离出来。 2、一般情况下先重力，后弹力，再摩擦力，沿顺时针方向依次对每个接触面和连接点进行分析，在没有学到电和磁时只要分析这三种力。 3、检查⑴是否多力或少力。每个力都有施力物体，每个力都有相互作用力，只画研究对 象受到的.力。 ⑵力的方向是否正确。重力的方向竖直向下;支持力和压力的方向垂直与接触面;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。 下载地址：www.wulifudao.com/DatumInfo-3162.aspx

高中物理必修1第三章教案 第7篇

1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法.

2.理解牛顿第一定律的内容及意义.

3.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象.

教学重难点

1.牛顿第一定律的内容及意义.

2.惯性的概念，解释有关的惯性现象.

教学过程

[知识探究]

一、理想实验的魅力

[问题设计]

1.日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时，车为什么会停下来呢?

答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.

2.如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“理想实验的魅力”，思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.

答案如果没有摩擦阻力，水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.

理想实验再现：如图甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度.

如果减小第二个斜面的倾斜角度，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.

[要点提炼]

1.关于运动和力的两种对立的观点

(1)亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方.力是维持物体运动的原因.

这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.

(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出)：物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持.

2.伽利略的理想实验的意义

(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实+抽象思维+科学推论”的方法了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系.

(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.

二、牛顿物理学的基石惯性定律

1.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.

2.对牛顿第一定律的理解

(1)定性说明了力和运动的关系.

①说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态.

②说明力是改变物体运动状态的原因.

(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.

3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：

(1)速度的方向不变，只有大小改变.(物体做直线运动)

(2)速度的大小不变，只有方向改变.(物体做曲线运动)

(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)

三、惯性与质量

[问题设计]

坐在公共汽车里的人，当汽车突然启动时，有什么感觉?当运动的汽车突然停止时，又有什么感觉?解释上述现象.

答案当汽车突然启动时，人身体后倾.当汽车突然停止时，人身体前倾.这是因为人具有惯性，原来人和车一起保持静止状态，当车突然启动时，人的身体下部随车运动了，但上部由于惯性保持原来的静止状态，所以会向后倾;原来人和车一起运动，当车突然停止时，人的身体下部随车停止了，但上部由于惯性保持原来的运动状态，故向前倾.

[要点提炼]

1.惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫惯性定律.

2.惯性与质量的关系

(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性.

(2)质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大.

3.惯性与力无关

(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.

(2)力是改变物体运动状态的原因.惯性是维持物体运动状态的原因.

4.惯性的表现

(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思.

(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大，惯性越大，运动状态越难改变.

[延伸思考]

人能推动冰面上的重箱子，用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?为什么?

答案不是.质量是物体惯性大小的量度，重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同情况下比较，比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体，比较哪个物体的运动状态更容易改变.

[典例精析]

一、对伽利略理想实验的认识

例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：

图1

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动.

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论.下列有关事实和推论的分类正确的是

A.①是事实，②③④是推论

B.②是事实，①③④是推论

C.③是事实，①②④是推论

D.④是事实，①②③是推论

解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论.而②是可靠事实，因此放在第一步，③、①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.

答案②③①④B

二、对牛顿第一定律的理解

例2由牛顿第一定律可知()

A.物体的运动是依靠惯性来维持的

B.力停止作用后，物体的运动就不能维持

C.物体做变速运动时，一定有外力作用

D.力是改变物体惯性的原因

解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A对.力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B错，C对.惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D错.

答案AC

针对训练做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()

A.悬浮在空中不动

B.速度逐渐减小

C.保持一定速度向下做匀速直线运动

D.无法判断

答案C

解析物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确.

三、惯性的理解

例3关于物体的惯性，下述说法中正确的是()

A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大

B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大

C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小

D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性

解析惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误;质量是物体惯性大小的量度，火车速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误;乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确;一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误.

答案C

[课堂要点小结]

[自我检测]

1.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()

A.只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去

B.这个实验实际上是永远无法做到的

C.利用气垫导轨，就能使实验成功

D.虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上

答案BD

解析只要接触面摩擦存在，物体就受到摩擦力的作用，物体在水平面上就不能匀速运动下去，故A错误.没有摩擦是不可能的，这个实验实际上是永远无法做到的，故B正确.若使用气垫导轨进行理想实验，可以提高实验精度，但是仍然存在摩擦力，故C错误;虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故D正确.

2.(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()

A.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变

B.物体做变速运动时一定受外力作用

C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果

D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

答案ABD

解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A正确;牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.物体做变速运动说明运动状态在改变，B正确.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态.飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态，C错误，D正确.

3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见()

A.力是维持物体速度不变的原因

B.力是维持物体运动的原因

C.力是改变物体惯性的原因

D.力是改变物体运动状态的原因

答案D

解析力是改变物体运动状态的原因，小车原来静止，在力的作用下小车开始运动，是力使其运动状态发生了改变.用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故.

4.(对惯性的理解)如图2所示，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()

图2

A.冰壶的速度

B.冰壶的质量

C.冰壶受到的推力

D.冰壶受到的阻力

答案B

高中物理必修1教案-《功率》 第8篇

一、《物理 ( 必修1) 》体现的科学思想

1. 建立物理模型

实际物理问题是复杂的, 如何切入问题呢?用理想化的模型替代实际问题, 抓住主要的因素, 忽略次要的因素, 做到大致反映实际问题。理想化模型有:质点、轻杆、轻质弹簧等;理想化的规律:匀变速直线运动, 自由落体运动等。

2. 等效替代法

在效果相同的前提下以简代繁。如:合力、分力、重心等概念的建立都是应用了等效替代的思想, 让问题得到简化。

3. 应用列表、图像表、公式表示物理规律

这些是初中学习的方法, 在高一学习中得到进一步深化和提升, 特别是图像法更能够直观反映物理规律。

4. 应用物理规律把物理问题转化为方程或方程组

应用物理规律把物理问题转化为方程或方程组, 通过解方程或方程组解决问题。初中问题相对简单, 多用算式 ( 公式) 计算, 高中平衡问题和匀加速运动动力学问题多用方程或方程组解决, 教学中重视这种意识的培养。

5. 整体法和隔离体法

解决动力学问题时在研究对象的选取上采用的方法。如果是连接体之间是相对静止时可以取整体为研究对象, 不考虑内力作用, 仅考虑外力的作用效果;隔离体法把研究对象从连接体中隔离出了分析物体受力, 研究物体的运动情况。

6. 用数学思想建立物理概念

《物理 ( 必修1) 》在讲到瞬时速度概念时应用了极限的思想;在解决匀变速直线运动位移时用了微积分的思想;在解决平衡问题和匀加速直线运动动力学问题时用了平面向量的知识, 这些数学知识的应用先于在数学上学习, 虽然学习起来有点困难但可以帮助我们建立物理概念, 为数学学习打下基础。

7. 建立对立统一辩证思想

牛顿第三定律反映了作用力和反作用力的关系, 体现了作用力和反作用力的相互矛盾又依存关系, 学生学习理解牛顿第三定律并不困难, 但是解决在连接体时往往忽视作用力和反作用力的关系。此外, 牛顿第二定律也反映出了合力与惯性 ( 质量) 在产生加速度方面也是对立统一的矛盾关系。

二、《物理 ( 必修1) 》体现的过程性学习

《物理 ( 必修1) 》编写更是体现了物理教学的三维目标的落实, 在教学中重视概念和规律过程的学习, 重视学生的能力的培养, 让学生经历认识的过程, 体验物理学习的乐趣。

1.《物理 ( 必修1) 》强调物理规律的探究过程

人对自然有着好奇心, 探究自然规律是人的天性, 我们教学中要注意保护学生这种天性。让学生经历探究的过程, 经历曲折学习过程, 在过程中激发学习的热情, 满足学生的好奇心。

在“探究小车速度随时间变化规律”实验中, 学生通过研究小车在拉力下的运动, 用打出的纸带测量出速度, 填入列表中, 做出速度—时间图像, 找出速度随时间的变化规律。用列表和图像处理数据让学生体会到数学知识在物理问题研究中的价值。

在“探究力的平行四边形定则”实验中, 让学生先猜想合力和分力的关系是否是加的关系, 通过实验检验猜想是否正确。然后引导学生通过实验做出合力和分力的力的图示, 寻找它们之间的关系。当学生发现力的合成遵从平行四边形规律时会惊喜地发现:力的合成竟然遵从初中的几何关系, 体会到数学和物理的高度统一, 体会到自然规律的高度统一。

2.《物理 ( 必修1) 》重视规律产生过程的教学

教师在教学过程中要注重物理知识的逻辑过程, 让学生知道知识的来龙去脉, 追寻规律或概念的根源, 知道适用的范围和条件, 只有这样才能做到对知识理解深刻, 解决问题时才能灵活而准确的应用。

例如, 研究《匀变速直线运动的位移与时间关系》一节时, 需要经历了以下的逻辑过程 ( 如图1所示) 。

可以看到整个推理过程逻辑线索清晰, 由特殊到一般, 由匀速到变速展示了微积分思想的应用, 图形与运算结合直观易懂, 学生容易接受。

3. 矢量及矢量的思想贯彻《物理 ( 必修1) 》

学生最初接触到位移矢量感到非常困惑, 长期形成的标量的观念和运算法则排斥着矢量的概念接受。教材采取的逐步渗透的方式, 让学生在没有平面向量知识的支撑的情况下完成了力学基础知识的学习 (如图2所示) 。

在《物理 ( 必修1) 》中有的概念的学习是随着学生的认知水平的提高逐步加深的, 在教学中要遵循学生的认知规律, 切不可操之过急一步到位。类似的概念还有加速度的概念、力的概念、质量的概念等。

4.《物理 ( 必修1) 》重视物理知识与科学和社会的联系

通过小的栏目如:“思考与讨论”“做一做”“说一说”“科学漫步”, 让学生体会到物理知识实用价值, 体会到用物理知识在科学和社会中的作用, 增加学习物理知识的自豪感和使命感。在教学中鼓励学生创造条件完成生活中的小实验;鼓励学生善于提出问题, 鼓励学生通过网络查找答案, 做到“从生活走向物理, 从物理走向社会”。

三、结束语

当今社会无论是从事科学领域还是社会领域工作, 也许学生毕业若干年后物理知识已经淡忘了, 形成的科学世界观和科学价值观将使他们受益终生, 我们物理教师将肩负这一重任。