韓勇
摘 要:本教學設計選用簡單的生活情境,利用學生學習“速度”已有的思維模式,教師設置有梯度的一系列問題,引導學生建構(gòu)“功率”概念。應用類比教學法,追求教學的深入淺出。引導學生設計實驗方案,操作、記錄、計算與表達,實現(xiàn)新課標所要求的一系列價值追求。教師可以通過例題講解,提高學生進行功率相關(guān)計算的能力。
關(guān)鍵詞:功率;教學;設計
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216(2018)07B-0103-02
一、教學內(nèi)容
人教版(2012年10月第1版)八年級下冊,第65~66頁,第2節(jié)《功率》。
二、學情分析
初中學生剛剛接觸物理,學習熱情高漲,教師在教學中要充分利用這份熱情。本節(jié)課雖是一個新概念,但所涉及的生活情景卻并不復雜,通過對“速度”等概念的學習,學生也具備了一定的思維基礎,教師引導和處理恰當,學生不應該感覺十分困難。根據(jù)教育心理學理論,初中學生注意力容易分散,并有著強烈的動手操作欲望,所以本節(jié)課選用簡單的生活情景,設置一系列梯度合理的問題,以媒體為依托,并安排操作方便的實驗,讓學生探究并體驗,緊緊抓住學生的注意力,以期學生能感受到成功的喜悅,大大提高學生學習物理的熱情。
三、教學目標
(一) 知識與技能
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,能用公式進行功率的相關(guān)計算。
3.能自己設計實驗來測量功率。
(二)過程與方法
從生產(chǎn)和實際生活中認識做功不但有多少之分,而且有快慢之別,引導學生回顧速度概念的建立過程,比照建立“功率”概念。根據(jù)物理量的表達式,設計實驗方案,操作、記錄、計算與表達。
(三)情感態(tài)度與價值觀
體會、感悟物理概念的建立方法,通過課堂小實驗的操作、記錄與計算,感受1瓦的大小,以此來感受物理與生活的密切聯(lián)系,培養(yǎng)學生學習物理的興趣。
四、教學重難點
(一)重點
知道功率的概念,理解功率的物理意義和計算公式。
(二)難點
功率定義式的確立。
五、 教學資源
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),停表(每小組一只)。
六、教學過程
(一)復習上一節(jié)課的主要知識
通過第63頁的插圖進一步理解功的概念,知道做功的兩個必要因素。功的計算公式:W=FS。
(二)新課教學
1.聯(lián)想速度概念的建立過程,設置情境,討論建立“功率”概念。
情景1:一人先后兩次,分別快慢(勻)速從1樓爬上5樓,分別用時12s、24s。
問題1:人做功沒有?
生:做了。
此問檢查同學們是否知道根據(jù)做功的兩個必要條件判定力是否做功的方法。
問題2: 兩次做功一樣多嗎?
生:一樣。
此問可能一部分同學不能正確回答(根據(jù)做功的情形不同,用時不同,而回答成“不一樣”),這說明這部分同學不會根據(jù)功的公式W=FS去計算后回答,而是憑感覺或不深入思考,或思考錯誤而回答的。在此,教師立即引導學生利用功的公式思考此問題并糾正錯誤回答,引導學生正確計算功的多少。
問題3: 兩次做功一樣快嗎?
生:不一樣。
在教師引導學生思考并正確回答“問題2”后,此問題同學們應該基本都能正確回答。
問題4:哪次快?怎樣得到做功快慢的結(jié)論?
對“哪次快?”的回答:快勻速上樓時做功快。在同學們搞懂了問題2,加上看清題設條件后,這個問題就不難了。但此問有一個重要作用即是初次讓學生在思考做功快慢時考慮到時間因素。設置“怎樣得到做功快慢的結(jié)論”這一子問題,目的是引導學生思考和表述。相信大部分學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,用時少的做功快。
教師設問:“這像不像一人兩次跑相同路程,用時少的那次運動快”。引導學生認識到:“做功多少相同時,用時少的做功快”類似“一人兩次跑相同路程,用時少的那次運動快”。
情景2:祖(胖)孫(瘦小)倆爬樓梯,同時出發(fā)同時到達(1→5樓),有類似上述問題。
通過對“情景1”各問的思考與回答,相信同學們回答“情景2” 中各問都很順利。
引出比較做功快慢的方法二:做功時間相同時,做的功越多,則做功越快。
引導學生認識到:“做功時間相同時,做的功越多,則做功越快”類似“兩人賽跑,用時相同時,運動路程長則運動快”。
情景3:“情景2”中,若祖孫倆用時不同,分別為 t祖=24s,t孫=12s,“情景2”中各問,結(jié)論如何?
問題3、4不是一下就能看明白,說清楚。此時教師加設一問:
在“情景1”和“情景2”中討論做功的快慢時,我們找到了比較運動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,是否和比較運動快慢的某種情景也相似呢?
引導學生反應并回答:這類似兩人賽跑,用時不同,路程遠近也不同,我們卻要問他們誰快誰慢一樣。
教師立即問:那我們怎么辦呢?同學們回顧一下,這種用時不同、路程不同的情況,我們是怎么比較它們的快慢的?能不能單看時間或路程這一個因素?
學生都應該知道:不能單看時間或單看路程一個因素,可比較相同時間內(nèi)的路程多少,相同時間內(nèi)路程長的運動快。進一步過渡到比較單位時間內(nèi)的路程多少,即比較它們的速度。
教師啟發(fā):對于用時不同、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?
學生應該能反應出:同樣不能單看時間或單看做功多少一個因素,也可以比較相同時間(進一步過渡到單位時間)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:“單位時間內(nèi)做功多少” 這一數(shù)據(jù)就有了特殊價值,它可以用來比較做功的快慢,單位時間內(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,所以我們給它一個專門名稱叫“功率”。即如下:
(1)定義:功與做功所用時間之比叫功率。
(2)定義式:功率=功/做功時間。用符號表示成P= W/t
(3)物理含義:單位時間內(nèi)做功的多少。
(4)物理意義:表示物體(或者說某力)做功的快慢。
(5)單位:焦耳每秒(J/s), 專門名稱:瓦特,簡稱瓦(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,比較運動快慢,速度大的運動快;引入“功率”物理量,比較做功快慢,功率大的做功快。
2.單位體驗及一般機器(以及人或動物)功率了解。
(1)設計小實驗,體驗1w是多大。
教師啟發(fā)、引導學生設計實驗方案(通過問學生:要計算P,需要知道哪些物理量),記錄數(shù)據(jù),計算功率并進行表述。
如下圖,用彈簧秤施力F,勻速上提物體一段距離s,記錄所用時間t,由P=Fs/t計算出功率P。可改變F、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,或同時三量,使P=1w,并讓學生表述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(人或動物,或機器的),體驗功率學習對生產(chǎn)生活的意義。
3.思考討論一組問題,深化對功率概念的理解。
題目:下列選項正確的是( )
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.功率計算示例。
例1:通過教材例題,讓學生知道求功率的最基本方法(P= W/t)。
例2:通過“動手動腦學物理”第四題,主要讓學生知道并會用一個有用的公式: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間的比值,在數(shù)值上它等于單位時間內(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)“動手動腦學物理” 1~3題。
(3)課堂中,我們通過比較相同時間內(nèi)做功多少的不同來比較做功的快慢,請思考:還有其他辦法來比較做功快慢嗎?
七、板書設計
第2節(jié)《功率》。1.定義:做功多少與做功時間的比值叫功率,定義式:功率=功/做功時間P=W/t。2.物理含義:單位時間內(nèi)所做的功的多少。3.物理意義:表示做功快慢。國際單位: 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.應用公式進行計算舉例。
參考文獻:
[1]肖川,湯衛(wèi)平.義務教育物理課程標準(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中的應用[J].陜西師范大學雜志社,2008,(7).