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1、 机车启动问题 教材分析 本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点。学情分析 由于本节内容的难度较大，首要的一条就是学生对前面知识点的复习问题，对牛顿第二定律而言，F=ma中的 F是指合力；怎样用 v-t 图去描述物体的运动等；第二，学生应自己动手推导从而得出结论，切忌死记结论；第三，这节最终的问题要落实在做题上，学生通过习题去了解过程并且掌握解题关键条件，从而对整个问题有一个系统的认识。教学目标(i)知识目标 1理解机车的两种启动过程及其特点。2学会用机车启动的关键条件
2、解题。(ii)能力目标 1能够运用两种启动的特点解机车的启动问题。2学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题。3培养学生逻辑思维能力。(iii)情感目标 1通过这节课的学习激发学生的学习兴趣。2让学生发现并体会物理学中的逻辑性。3通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣。教学重点 1理解解决机车启动问题的两个核心公式。2理解机车两种启动方式中各段的运动性质。教学难点 1学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。2对两种启动方式的 v-t 图分析。3学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题。教学方法 利用多媒体引导分析教学 教学过程 设计思想：力求体现新课标倡导的“教师主导、学生主体”的思想。以学生的
3、活动逐步推进教学。本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展。教学过程 过程 教师活动 学生活动 设计意图（一）新 课 引入（2 分）提问：相信同学们都有见过汽车的运动，甚至还有亲自驾驶过汽车，那现在请看一段视频，看完后请告诉我你们的感受？（播放视频：汽车上陡坡）从学生的回答入手，去引出汽车功率这个问题，本节课我们就是要从物理学的角度，以功率为基础去探究机车的启动问题。观看视频，看清细节 看完后回答 以 视 频 引入 课 题 较为 直 观 有趣，能引起学 生 的 兴趣。(二)复 习 本节 课 要用 到 的知识点 1实际功 率 和
4、额 定 功率（2 分）2 P=F牵V（3 分）要探究机车启动问题我们需要一些预备知 1 回忆两个基本概念 提问：什么是实际功率和额定功率？强调：针对机车而言，实际功率是指发动机牵引力的功率；额定功率是一个定值。（板书）（课件展示机器铭牌的额定功率）提问：那么这两个功率之间有什么关系？(提示在二者大小上)这是我们在分析机车问题时的一个限制条件。过渡：知道了这两个概念，那现在同学们一起来猜想一下，机车启动时会和哪些物理量有关？有了这些物理量我们还要研究它们之间的关系，利用相关公式。2.先来看 P,V,F 这三者有什么关系？其中同学们首先要知道这三个量所表示的意思？课件展示三者关系，这是上次课讲过的
5、内容。要说成正比反比，必须要在另一个量一定的条件下。（联系实际说一说汽车换档，课件图片展示汽车驾驶室内部）P=FV 是分析机车启动问题的第一个核心公式。（板书）学生回忆并回答两个概念 观看图片并找出图上的额定功率 P 实P 额（板书）可能的答案：速度，加速度，受力，功率，时间，.P=F 牵 V P 为实际功率 F 为牵引力 V 为瞬时速度 当功率 P 一定时，F 与v 成反比 当速度 v 一定时，与成正比 当牵引力 一定时，与 v 成正比 在 教 师 引导 基 础 上得 出 限 制条件。知 道 公 式里 各 个 物理 量 的 意义 是 应 用的 基 本 前提。过程 教师活动 学生活动 设计意图
6、 3.（3 分）过渡：再看F,m,a 这三者有什么关系？问：这里涉及到 F，那汽车受哪些力作用？请作出汽车的受力分析图。F表示哪个力？问：能否用图上的力表示合力？联立二式 是分析机车启动问题的第二个核心公式。（板书）应用牛顿第二定律联系：F合=ma 自己动手作受力图 F表示合力 F 合=F牵-f 牛 顿第 二 定 律中 合 力 的理 解 对 解决 问 题 很重要 1以恒定 功 率起动（13分）过渡：有了这两个公式我们再加入两个基本假设 m,f 不变就可以研究机车的启动了。有两种启动方式，先看第一种，以恒定功率起动。问:什么叫恒定功率？什么叫启动？板书：(功率 P恒定不变 m,f 不变)那现在请
7、同学们先自己在草稿纸上分析启动时汽车的 a,F 牵，v 的变化情况。巡视看学生情况，抽人起来说出分析结果，随后点评，补充，再板书。即启动过程中的功率不变 启动即速度变大 学生自己分析大约 3 分钟时间 学 生 自 己分 析 有 利于 掌 握 知识，加深理解 师：若都这样去描述会显得很麻烦，有没有更简单，直观的方法来描述？生：可以用 v-t 图象 请根据分析过程用 v-t 图描述出来 解题关键：当达到最大速度时（板书）F牵=f,则 Vm=P额/F牵=P额/f t v 0 vm FfamFfamFfammfFavPFv牵牵当 F牵=f 时 a=0 v 达到最大 vm 匀速保持mv变加速匀速 例题（
8、7 分）例 1.汽车发动机的额定功率为 60kw，汽车的质量为 5t,汽车在水平路面上行驶时，车所受阻力为车重的 0.1 倍（g=10m/s2）,当汽车保持额定功率不变从静止启动后,求：(1)汽车所能达到的最大速度大小为多少?(2)当汽车加速度为 2m/s2时的速度为多大？教师此时下台个别辅导学生 学生自己思考动手做 解:(1)f=0.1mg=0.1 5 103 10N=5 103 N 当达到最大速度时 F牵=f,则 Vm=P额/F牵=P额/f=6 104w/5 103N=12m/s(2)当 a=2m/s2时,设牵引力为 F 由牛顿第二定律 F-f=ma,得 F=f+ma=5 103 N+5
9、103 2N=1.5 104N V=P额/F牵=6 104w/1.5 104N=4m/s 及 时 用例 题 巩固 2.匀 加速启动（7 分）有了第一种启动方式为基础，第二种就相对较简单一些了。思考：什么叫匀加速运动？板书：(加速度 a 不变,牵引力 F不变,m,f 不变)那现在请同学们先自己在草稿纸上分析启动时汽车的 a,F 牵，v 的变化情况。巡视看学生情况，抽人起来说出分析结果，随后点评，补充，再板书 a恒定不变，会导致 F牵也恒定不变。学生自己分析大约3分钟时间 学生自己分析有利于掌握知识，加 深理解 v 0 t v vm 不变不变牵牵mfFaF仍增大牵vmfFav0mfFavPFvP牵
10、额牵额不变此后匀速当mvva 0vFPv牵匀加速运动运动变加速)(a匀速 例题：（分）小结（2 分）解题关键：当 F牵=f 时达到最大速度 Vm （板书）对匀加速启动,当 P实=P额时,匀加速过程结束.例 2.汽车发动机的额定功率为 60kw，汽车的质量为 5t,汽车在水平路面上行驶时，车所受阻力为 5000N,若汽车从静止开始保持以 0.5m/s2 加速度匀加速启动,求这一过程能维持多长时间?提示：求时间，需要用到运动学公式 教师此时下台个别辅导学生 1.两种启动方式(1)以恒定功率启动(2)匀加速启动 2.两个核心公式(1)P实=F牵 v (2)3.解题关键条件(1)当 F牵=f 时达到最
11、大速度 Vm (2)对匀加速启动,当 P实=P额时,匀加速过程结束.课后习题，作业 解:v增大,P 实也在增大,当 P实=P额 时,这一过程结束 这一过程牵引力 F不变,由 F 牵 f=ma,得 F 牵=f+ma=5000N+5000 0.5N=7500N Vt=P额/F=60000w/7500N=8m/s 由 Vt=at 得 t=Vt/a=8/0.5=16s 及时回忆本节所学知识点 及时用例题巩固 小 结 有 利于 学 生 及时 梳 理 线索 板书设计 一 复习 二.两种启动方式 三.小结 1 实际功率：发动机牵引力的功率 1以恒定功率启动 2匀加速启动：额定功率：定值 分析：分析:关系：P
12、实 P额 Ffam2 P=FV 图象：图象：P-实际功率 F-牵引力 例 1.解：例 2.解：V-瞬时速度 3 a=(F-f)/m 学生学习单 一预备知识 1两个概念复习 2P实,F牵，V 的关系 实际功率：额定功率：3 F合，a,m 的关系 二者的大小关系：二两种启动方式（两个基本假定：）1以恒定功率启动 2匀加速启动 分析：分析：图象：图象：例 1：汽车发动机的额定功率为 60kw，汽车的质量为 5t,汽车在水平路面上行驶时，车所受阻力为车重的 0.1 倍（g=10m/s2）,当汽车保持额定功率不变从静止启动后,求：(1)汽车所能达到的最大速度大小为多少?(2)当汽车加速度为 2m/s2时的速度为多大？例 2：汽车发动机的额定功率为 60kw，汽车的质量为 5t,汽车在水平路面上行驶时，车所受阻力为5000N,若汽车从静止开始保持以0.5m/s2 加速度匀加速启动,求这一过程能维持多长时间?三小结 1两种启动方式 2解决问题核心公式 3关键条件