第十一章功和机械能Word文档格式.docx
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一个是作用在物体上的力;
另一个是物体在这个力的方向上移动了一段距离。
6.搬而未动、提着重物在水平面运动这些情况都不做功。
二、功的计算
阅读课本P63~P64的内容,完成下列问题。
7.作用在物体上的力越大,物体在力的作用下移动的距离越大,力所做的功就越多。
力学里,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
8.如果用F表示作用在物体上的力,用s表示物体在力的方向上移动的距离,用W表示对物体所做的功,则功的计算式为W=Fs。
其中,力F的单位是N,距离s的单位是m,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
合作探究
9.讨论:
分析下面生活中的现象,指出拉力是否做功,若做了功,请指出做功的距离。
现象:
如图,建筑工地上的使用塔吊将建筑材料从地面吊起,水平一移动一段距离后,放到楼房的顶上。
结论:
吊起的过程中,拉力克服物体的重力对物体做功,移动的距离是吊起的高度;
水平移动过程中,物体移动的距离没有在拉力的方向上,因此拉力不做功;
放下的过程中,物体在重力的作用下向下运动,可以说物体在重力的作用下做了功,移动的距离是从吊起的高度到楼顶的垂直距离。
10.活动:
举出生活中不做功的例子,并归纳概括不做功的几种情况。
例子:
(1)人用力搬铁块,但没有搬动,人对铁块没有做功;
(2)用起重机吊一大机器,但没有吊起,起重机对大机器没有做功;
(3)使用叉车举起一个大石头,但没有举起,叉车对大石头没有做功;
(4)踢出去的足球靠惯性在空中飞行时,人对球没有做功;
(5)关闭发动机后的汽车在水平路面上滑行,牵引力对汽车不做功;
(6)人提水桶,在水平地面上匀速前进,人对水桶没有做功;
(7)某同学背着书包沿水平路面去学校,人对书包没有做功。
分析:
(1)中人对铁块有力的作用,但铁块在力的方向上没有移动距离,即s=0,因此不做功;
(2)起重机对大机器有力的作用,但大机器在起重机的拉力作用下没有移动距离,即s=0,因此不做功;
(3)叉车对大石头有托力的作用,但大石头在力的作用下没有移动距离,即s=0,因此不做功;
(4)足球在空中飞行时,足球是靠惯性,人对足球没有作用力,即F=0,因此人对足球没有做功;
(5)汽车在水平路面滑行,靠的是惯性,牵引力F=0,因此牵引力不做功;
(6)水桶受到了拉力的作用,同时也运动了一段距离,但在力的方向上没有通过距离,因此这个力也没有对水桶做功;
(7)书包受到了力的作用,同时也运动了一段距离,但在力的方向上没有通过距离,因此这个力也没有对书包做功。
(1)
(2)(3)中,有力无距离,这属于“不动无功”;
(4)(5)中,物体靠惯性运动,有距离无力,这属于“不劳无功”;
(6)(7)中,虽有力也有距离,但在力的方向上没有通过距离,或者说力和距离垂直,这属于“劳而无功”。
10.某商店售货员把长大约1m的木板搭在台阶上,将冰柜沿斜面推上台阶,如果售货员沿斜面的推力为200N,台阶高度为0.4m。
求:
售货员推冰柜做了多少功?
解:
W=Fs=200N×
1m=200J.
导学测评见《导学测评》P16
学习笔记
【知识链接】
焦耳
英国著名物理学家,焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特,他的父亲是一个酿酒厂主。
焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动,没有受过正规的教育。
青年时期,在别人的介绍下,焦耳认识了著名的化学家道尔顿。
道尔顿给予了焦耳热情的教导。
焦耳向他虚心学习了数学、哲学和化学,这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。
而且道尔顿教诲了焦耳理论与实践相结合的科研方法,激发了焦耳对化学和物理的兴趣。
1850年,焦耳凭借他在物理学上作出的重要贡献成为英国皇家学会会员。
当时他三十二岁。
两年后他接受了皇家勋章。
许多外国科学院也给予他很高的荣誉。
虽然焦耳不断进行着他的实验测量工作,遗憾的是,他的科学创造性,特别是在物理概念方面的创造性,过早地就减少了。
1878年当他六十岁时,焦耳发表了他的最后一篇论文。
1878年,焦耳退休。
【问题生成】
【学法指导】
1.本节内容是比较具体,建议自学本节内容15分钟。
2.灵活运用教与学的方式方法,处理好讲授与探究、独立学习与合作学习、实验与多媒体等之间的关系,发挥每种方式方法的长处。
3.对于功的计算,要明确做功的力和对应的距离。
【教学建议】
本节内容分为两个部分来处理。
第一部分:
利用教材的插图,结合学生生活经验,让学生通过自学、讨论交流,认识做功的两个必要因素和不做功的三种情况。
第二部分:
通过学习功的计算,掌握功的计算公式,功的单位,会用功的计算公式计算。
充分发挥合作学习的作用。
通过小组讨论,达到培优辅差,资源共享,突破难点,提高与人沟通的能力等等。
【备选问题】
在下图的四种情境中,人对物体做功的是(B )
A.提着水桶在水平地面上匀速前进B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动D.举着杠铃原地不动
【个性备课】
第二节功率
1.结合实际复述功率的概念,掌握运用功率的计算公式进行功的简单计算;
2.观察认识功率的物理意义;
3.比较、体会引入功率概念的必要性,对功率概念产生理解的兴趣。
重点与难点功率的概念和计算。
1.在建筑工地上要把1000块大理石板送到20m高处,已知每块大理石板重50N,用一个工人背需时间20h,用起重机可以在2min内完成。
可见,无论是使用人力还是起重机,他们所做的功相同,但是做功的快慢不同,使用起重机比人工做功快。
一、功率的概念
结合课本P65的内容,完成下列问题。
2.不同的物体做相同的功,所用的时间可能不同,时间短的做功快;
不同的物体做功时间相同,它们做功的多少可能不同,在相同时间内,做功多的物体做功比较快。
3.在物理学里,用功率来表示做功的快慢,单位时间内物体做功的多少,叫做功率。
功率越大,说明物体做功越快。
二、功率的计算
阅读课本P65~P66的内容,完成下列问题。
4.功率的大小取决于两个因素:
做功的多少和做功的时间。
我们用P来表示功率这个物理量。
5.根据功率的定义,可以得出功率的计算公式为P=W/t,其中W的单位是焦耳,符号是J,t的单位是秒,符号是s,P的单位是瓦特,简称瓦,符号是w。
工程上常用千瓦(kw)作为功率的单位,1kw=1000w。
6.小明将重为5Kg的物体从1楼匀速搬至3楼,共用时1分钟,求小明对该物体做功的功率是多少?
(假设每层楼的高度为3m,g取10N/kg)
【点拨】要计算功率,至少要知道另外2个物理量:
做功的多少和做功的时间,而且计算时单位要换算好。
1min=60s,然后算出这段时间做了多少功,最后套用公式P=W/t计算功率。
已知m=5kg,s=2×
3m=6m,t=1min=60s。
因为是匀速向上搬物体,所以F=G==5kg×
10N/kg=50N;
根据公式计算功W=Fs=50N×
6m=300J;
根据公式计算功率P=W/t=300J÷
60s=5w。
答:
小明对该物体做功的功率为5w。
合作探究———不议不讲
7.讨论:
大人和小孩一起爬相同的楼梯,做功相同吗?
做功快慢相同吗?
大人比小孩质量大,爬相同的楼梯,他们移动的距离相同,他们做的功不同;
大人克服自身的重力做功比较多,若两人在相同时间内爬完,他们做功的快慢不同,大人做功快。
8.讨论:
有的同学说,物体做功越多,功率越大,你认为这种说法正确吗?
为什么。
很多同学以为做功越多,功率就越大,这是错误的。
因为比较功率大小不单是看做功多少还要看做功的时间。
只有在相同的时间内/单位时间内,做功越多,功率才越大。
根据功率的公式:
P=W/t,可得出:
t=W/P,W=Pt。
这三个物理量之间的关系怎样。
①当时间相同时,功率P和做功W成正比。
即在相同时间内,做功越多,功率越大。
②当做功相同时,功率P和时间t成反比。
即在做相同功的情况下,时间越少,功率越大。
③当功率相同时,做功W和时间t成正比。
即功率不变的情况下,做功的时间越多,做的功也就越多。
估测人上楼的功率。
根据活动要求自行选择活动器材,设计实验步骤和活动表格进行记录。
器材:
台秤、秒表、刻度尺
步骤:
(1)用台秤测出同学的质量m;
(2)用刻度尺测出一个台阶的高度h;
(3)用秒表记录同学在台阶上均匀地上20个台阶所用的时间t;
(4)根据P=20mgh/t计算人的功率P。
质量m/㎏
台阶的高度h/m
时间t/s
人的功率P/w
11.讨论:
对于做匀速直线运动的物体,功率P和运动速度v之间有关系吗?
对于匀速直线运动,因W=Fs,v=s/t,所以P=W/t=Fs/t=Fv,即①当功率相同时,牵引力F和速度v成反比;
②当牵引力相同时,速度v和功率P成正比;
③当速度相同时,牵引力F和功率P成正比。
12.一辆发动机装在汽车上,若汽车匀速行驶时受到的摩擦力为50000N,速度可达72Km/h。
(1)该发动机的输出功率是多少?
(2)若将该发动机装在汽船上,匀速行驶的速度只能达到10m/s,则汽船行驶时受到的摩擦力为多少?
已知F车=f车=50000N,v车=72Km/h=20m/s,v船=10m/s
(1)根据公式计算功率P=Fv=50000N×
20m/s=1×
106w;
(2)由于是同一台发动机,所以功率相同。
P船=P车,
根据公式计算摩擦力f船=F船=P/v=1×
106w÷
10m/s=100000N=1×
105N
该发动机的输出功率是1×
106w,汽船匀速行驶时受到的摩擦力为1×
105N。
导学测评见《导学测评》P17
瓦特
瓦特1736年1月19日生于英国格拉斯哥。
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。
1.本节内容是比较抽象的一节,建议自学本节内容15分钟。
2.掌握功率的定义和物理意义,如300瓦的意义:
每秒钟做的功为300焦。
总结功率的两种计算方法。
3.注重三维目标的整合。
用创设问题情景、进行激励性评价等方法来激发学生的学习兴趣;
给足自主学习的时间,让学生能深入探究、体验;
通过反馈练习落实双基。
利用教
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