“功率”教學(xué)設(shè)計(jì)

韓勇

摘 要：本教學(xué)設(shè)計(jì)選用簡(jiǎn)單的生活情境，利用學(xué)生學(xué)習(xí)“速度”已有的思維模式，教師設(shè)置有梯度的一系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)“功率”概念。應(yīng)用類比教學(xué)法，追求教學(xué)的深入淺出。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，操作、記錄、計(jì)算與表達(dá)，實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)所要求的一系列價(jià)值追求。教師可以通過(guò)例題講解，提高學(xué)生進(jìn)行功率相關(guān)計(jì)算的能力。

關(guān)鍵詞：功率;教學(xué);設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1008-1216（2018）07B-0103-02

一、教學(xué)內(nèi)容

人教版（2012年10月第1版）八年級(jí)下冊(cè)，第65～66頁(yè)，第2節(jié)《功率》。

二、學(xué)情分析

初中學(xué)生剛剛接觸物理，學(xué)習(xí)熱情高漲，教師在教學(xué)中要充分利用這份熱情。本節(jié)課雖是一個(gè)新概念，但所涉及的生活情景卻并不復(fù)雜，通過(guò)對(duì)“速度”等概念的學(xué)習(xí)，學(xué)生也具備了一定的思維基礎(chǔ)，教師引導(dǎo)和處理恰當(dāng)，學(xué)生不應(yīng)該感覺(jué)十分困難。根據(jù)教育心理學(xué)理論，初中學(xué)生注意力容易分散，并有著強(qiáng)烈的動(dòng)手操作欲望，所以本節(jié)課選用簡(jiǎn)單的生活情景，設(shè)置一系列梯度合理的問(wèn)題，以媒體為依托，并安排操作方便的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生探究并體驗(yàn)，緊緊抓住學(xué)生的注意力，以期學(xué)生能感受到成功的喜悅，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識(shí)與技能

1.知道功率的概念和它的物理意義。

2.知道P的公式（定義式及變形公式）、單位，能用公式進(jìn)行功率的相關(guān)計(jì)算。

3.能自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量功率。

（二）過(guò)程與方法

從生產(chǎn)和實(shí)際生活中認(rèn)識(shí)做功不但有多少之分，而且有快慢之別，引導(dǎo)學(xué)生回顧速度概念的建立過(guò)程，比照建立“功率”概念。根據(jù)物理量的表達(dá)式，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，操作、記錄、計(jì)算與表達(dá)。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)、感悟物理概念的建立方法，通過(guò)課堂小實(shí)驗(yàn)的操作、記錄與計(jì)算，感受1瓦的大小，以此來(lái)感受物理與生活的密切聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

（一）重點(diǎn)

知道功率的概念，理解功率的物理意義和計(jì)算公式。

（二）難點(diǎn)

功率定義式的確立。

五、 教學(xué)資源

多媒體電腦，米尺（每小組一把），100克鉤碼（每小組一組），彈簧秤（每小組一個(gè)），停表（每小組一只）。

六、教學(xué)過(guò)程

（一）復(fù)習(xí)上一節(jié)課的主要知識(shí)

通過(guò)第63頁(yè)的插圖進(jìn)一步理解功的概念，知道做功的兩個(gè)必要因素。功的計(jì)算公式：W=FS。

（二）新課教學(xué)

1.聯(lián)想速度概念的建立過(guò)程，設(shè)置情境，討論建立“功率”概念。

情景1：一人先后兩次，分別快慢（勻）速?gòu)?樓爬上5樓，分別用時(shí)12s、24s。

問(wèn)題1：人做功沒(méi)有？

生：做了。

此問(wèn)檢查同學(xué)們是否知道根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件判定力是否做功的方法。

問(wèn)題2： 兩次做功一樣多嗎？

生：一樣。

此問(wèn)可能一部分同學(xué)不能正確回答（根據(jù)做功的情形不同，用時(shí)不同，而回答成“不一樣”），這說(shuō)明這部分同學(xué)不會(huì)根據(jù)功的公式W=FS去計(jì)算后回答，而是憑感覺(jué)或不深入思考，或思考錯(cuò)誤而回答的。在此，教師立即引導(dǎo)學(xué)生利用功的公式思考此問(wèn)題并糾正錯(cuò)誤回答，引導(dǎo)學(xué)生正確計(jì)算功的多少。

問(wèn)題3： 兩次做功一樣快嗎？

生：不一樣。

在教師引導(dǎo)學(xué)生思考并正確回答“問(wèn)題2”后，此問(wèn)題同學(xué)們應(yīng)該基本都能正確回答。

問(wèn)題4：哪次快？怎樣得到做功快慢的結(jié)論？

對(duì)“哪次快？”的回答：快勻速上樓時(shí)做功快。在同學(xué)們搞懂了問(wèn)題2，加上看清題設(shè)條件后，這個(gè)問(wèn)題就不難了。但此問(wèn)有一個(gè)重要作用即是初次讓學(xué)生在思考做功快慢時(shí)考慮到時(shí)間因素。設(shè)置“怎樣得到做功快慢的結(jié)論”這一子問(wèn)題，目的是引導(dǎo)學(xué)生思考和表述。相信大部分學(xué)生能夠找到并表述比較做功快慢的方法一：做功多少相同時(shí)，用時(shí)少的做功快。

教師設(shè)問(wèn)：“這像不像一人兩次跑相同路程，用時(shí)少的那次運(yùn)動(dòng)快”。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“做功多少相同時(shí)，用時(shí)少的做功快”類似“一人兩次跑相同路程，用時(shí)少的那次運(yùn)動(dòng)快”。

情景2：祖（胖）孫（瘦小）倆爬樓梯，同時(shí)出發(fā)同時(shí)到達(dá)（1→5樓），有類似上述問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)“情景1”各問(wèn)的思考與回答，相信同學(xué)們回答“情景2” 中各問(wèn)都很順利。

引出比較做功快慢的方法二：做功時(shí)間相同時(shí)，做的功越多，則做功越快。

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“做功時(shí)間相同時(shí)，做的功越多，則做功越快”類似“兩人賽跑，用時(shí)相同時(shí)，運(yùn)動(dòng)路程長(zhǎng)則運(yùn)動(dòng)快”。

情景3：“情景2”中，若祖孫倆用時(shí)不同，分別為 t祖=24s，t孫=12s，“情景2”中各問(wèn)，結(jié)論如何？

問(wèn)題3、4不是一下就能看明白，說(shuō)清楚。此時(shí)教師加設(shè)一問(wèn)：

在“情景1”和“情景2”中討論做功的快慢時(shí)，我們找到了比較運(yùn)動(dòng)快慢的兩種類似情景，它們的比較思想和比較方法是類似的。這“情景3”中比較做功快慢，是否和比較運(yùn)動(dòng)快慢的某種情景也相似呢？

引導(dǎo)學(xué)生反應(yīng)并回答：這類似兩人賽跑，用時(shí)不同，路程遠(yuǎn)近也不同，我們卻要問(wèn)他們誰(shuí)快誰(shuí)慢一樣。

教師立即問(wèn)：那我們?cè)趺崔k呢？同學(xué)們回顧一下，這種用時(shí)不同、路程不同的情況，我們是怎么比較它們的快慢的？能不能單看時(shí)間或路程這一個(gè)因素？

學(xué)生都應(yīng)該知道：不能單看時(shí)間或單看路程一個(gè)因素，可比較相同時(shí)間內(nèi)的路程多少，相同時(shí)間內(nèi)路程長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)快。進(jìn)一步過(guò)渡到比較單位時(shí)間內(nèi)的路程多少，即比較它們的速度。

教師啟發(fā)：對(duì)于用時(shí)不同、做功多少不同的情景，我們可以怎么比較它們做功的快慢呢？

學(xué)生應(yīng)該能反應(yīng)出：同樣不能單看時(shí)間或單看做功多少一個(gè)因素，也可以比較相同時(shí)間（進(jìn)一步過(guò)渡到單位時(shí)間）內(nèi)做功的多少，做功多的則做功快。

至此，“功率”概念即可引出：“單位時(shí)間內(nèi)做功多少” 這一數(shù)據(jù)就有了特殊價(jià)值，它可以用來(lái)比較做功的快慢，單位時(shí)間內(nèi)做功越多，表明做功越快。這一數(shù)據(jù)，特別值得我們關(guān)注，所以我們給它一個(gè)專門名稱叫“功率”。即如下：

（1）定義：功與做功所用時(shí)間之比叫功率。

（2）定義式：功率=功/做功時(shí)間。用符號(hào)表示成P= W/t

（3）物理含義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做功的多少。

（4）物理意義：表示物體（或者說(shuō)某力）做功的快慢。

（5）單位：焦耳每秒（J/s）， 專門名稱：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦（W）

較大單位：千瓦（kW） 換算：1 kW =1000W。

（6）變形公式：W=Pt ，t=W/P。

教師小結(jié)：引入“速度”物理量，比較運(yùn)動(dòng)快慢，速度大的運(yùn)動(dòng)快;引入“功率”物理量，比較做功快慢，功率大的做功快。

2.單位體驗(yàn)及一般機(jī)器（以及人或動(dòng)物）功率了解。

（1）設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)1w是多大。

教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（通過(guò)問(wèn)學(xué)生：要計(jì)算P，需要知道哪些物理量），記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算功率并進(jìn)行表述。

如下圖，用彈簧秤施力F，勻速上提物體一段距離s，記錄所用時(shí)間t，由P=Fs/t計(jì)算出功率P?？筛淖僃、s、t三量中任一量（改變F需改變彈簧秤所掛鉤碼），或其中二量，或同時(shí)三量，使P=1w，并讓學(xué)生表述1w的大小，如：用1N的提力勻速上提100g物體1m高，所用時(shí)間是1s（即上提速度是1m/s），則上提功率即為1w;或用1N的提力勻速上提100g物體2m高，所用時(shí)間是2s（即上提速度是1m/s），則上提功率也為1w;或用2N的提力勻速上提200g物體1m高，所用時(shí)間是2s（即上提速度是0.5m/s），則上提功率也為1w……而用1N的提力勻速上提100g物體1m高，所用時(shí)間是0.5s（即上提速度是2m/s），則上提功率為2w。

（2）列表介紹一些功率（人或動(dòng)物，或機(jī)器的），體驗(yàn)功率學(xué)習(xí)對(duì)生產(chǎn)生活的意義。

3.思考討論一組問(wèn)題，深化對(duì)功率概念的理解。

題目：下列選項(xiàng)正確的是（? ）

A.做功多的物體功率不一定大

B.功率大的物體做功不一定多

C.功率小的物體做功一定慢

D.做功快的物體功率一定大

4.功率計(jì)算示例。

例1：通過(guò)教材例題，讓學(xué)生知道求功率的最基本方法（P= W/t）。

例2：通過(guò)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第四題，主要讓學(xué)生知道并會(huì)用一個(gè)有用的公式：P=Fv。

5.課堂小結(jié)。

表示做功快慢的物理量是功率，它是做功多少與做功時(shí)間的比值，在數(shù)值上它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功，定義式：P=W/t（變形公式是W=Pt，t=W/P）。如果功（W）的單位用焦耳（J），時(shí)間單位用秒（s），則功率（P）的單位就是焦耳/秒（J/s），即瓦特（瓦）（W）。

6.作業(yè)布置。

（1）閱讀教材。

（2）“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理” 1～3題。

（3）課堂中，我們通過(guò)比較相同時(shí)間內(nèi)做功多少的不同來(lái)比較做功的快慢，請(qǐng)思考：還有其他辦法來(lái)比較做功快慢嗎？

七、板書(shū)設(shè)計(jì)

第2節(jié)《功率》。1.定義：做功多少與做功時(shí)間的比值叫功率，定義式：功率=功/做功時(shí)間P=W/t。2.物理含義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功的多少。3.物理意義：表示做功快慢。國(guó)際單位： 焦耳/秒（J/s），即瓦特（瓦）（W）。4.常用單位：千瓦（kW），1kW=1000W。5.變形公式：W=Pt，t=W/P。6.應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算舉例。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖川，湯衛(wèi)平.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀[M].武漢：湖北教育出版社，2012.

[2]侯銀芝.比值定義法在物理學(xué)中的應(yīng)用[J].陜西師范大學(xué)雜志社，2008，（7）.