人教版物理八年级下册功和机械能基础型.docx
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人教版物理八年级下册功和机械能基础型
课题:
《功和机械能》
教学目标:
1.了解做功的两个必要因素,知道进行功的计算;
2.理解功率的定义和物理意义,掌握功率的计算公式;
3.了解影响动能和势能的因素,知道能量的转化。
教学难点:
功和功率的计算
教学方法:
互动式教学
教学过程:
1.检查反馈
2.情景引入
3.精讲精练
知识点1:
功
知识点2:
功率
知识点3:
机械能
知识点4:
能量的转化和利用
4.课堂训练
5.课堂小结
6.作业
【知识网络】
【课前小测】
1.自行车下坡时,不蹬踏板速度也会越来越快,在此过程中,自行车的动能逐渐,自行车的重力势能逐渐。
2.初二物理兴趣小组的同学学习了功率知识后,进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛。
其中某同学从一楼跑到三楼用了10s,则他上楼过程中的功率大约是()
A.3WB.30WC.300WD.3000W
3.下面事例中,由重力势能转化成动能的是()
A.风吹动风车转动B.拉弯的弓把箭射出去
C.拧紧的发条带动钟表指针转动D.秋千从高处向低处摆动
【精讲精练】
专题1:
功
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力对物体做了功。
1.做功的两个必要因素:
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在这个力的方向上移动的距离。
2.力不做功的三种情况:
不做功
的情况
原因
实例
图示
有距离
无力
物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离,这时没有力做功
足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离,人对足球没有做功
有力
无距离
有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过距离
一名同学没有搬起石头,所以对石头没有做功
力与距离垂直
物体受到了力的作用,也移动了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直
提着水桶水平移动一段距离,竖直提水桶的力不做功
【归纳总结】
(1)物理学中所说的做功与日常生活中所说的做工、工作的含义不同。
(2)判断力是否对物体做了功,要抓住两个必要因素:
物体是否受到了力的作用;物体在这个力的方向上是否移动了一段距离。
若两者都满足,则力就做功,只要两者缺一,力就不做功。
3.功的计算
(1)功的计算:
在物理学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
(2)公式:
用F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示功,则W=Fs。
(3)单位:
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛(N);距离的单位是米(m);功的单位是焦耳,简称焦(J),1J=1N×1m=1N·m。
【归纳总结】应用功的公式计算时,必须注意以下三点:
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功;
(2)公式中的F是作用在物体上的力,公式中的s是在力F作用下“在力的方向上移动的距离”,这句话要引起重视,否则,计算功时容易出现错误。
例如,某运动员用500N的力将足球踢出20m远,若用W=Fs=500N×20m=10000J计算就是错误的,因为踢球的力作用距离并不是20m;
(3)公式W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离的过程中,始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。
例1(山东济宁中考):
一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m,拉力撤去后,物体由于惯性又前进了10m。
若拉力做的功为500J,则拉力的大小为N。
专题2:
功率
1.定义:
功与做功所用时间之比叫做功率。
功率是表示物体做功快慢的物理量
【归纳总结】
(1)功率表示做功的快慢,不表示做功的多少。
(2)一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定。
(3)功率大的机械,做功不一定多;做功多的机械,功率也不一定大。
2.公式:
P=W/t,P表示功率,W表示功,t表示做功所用的时间。
3.单位:
在国际单位制中,功的单位是焦(J),时间的单位是秒(s),功率的单位是焦/秒(J/s),它有一个专门的名称叫做瓦特,简称瓦(W)。
工程技术上还常用千瓦(kW),兆瓦(MW)作功率的单位,1kW=103W,1MW=106W。
例2(福建莆田中考):
小跳同学每次放学回家要背着沉重的书包爬上约15m高的楼,累的气喘吁吁。
小跳同学和书包总重600N,爬楼用时3min。
求:
(1)小跳背书包爬楼克服重力所做的功;
(2)小跳背书包爬楼克服重力做功的功率。
4.功率的应用
(1)功率的推导公式:
当物体在动力F的作用下,以速度v沿着F的方向做匀速直线运动时,动力F所做的功为W=Fs=Fvt,动力F做功的功率为:
P=Fvt/t=Fv
(2)额定功率:
额定功率指机械在正常工作时的功率,即平常所说的机器的功率。
机器的额定功率是一定的,由P=Fv知,功率一定时机器的牵引力和速度成反比。
例如,汽车行驶在平坦的路面上时,需要的牵引力较小,汽车的速度较大;汽车在爬坡时,需要的牵引力较大,就必须低速行驶。
例3(广西桂林中考):
在体育考试中,小明投出的实心球在
空中运动轨迹如图所示。
若实心球重20N,从最高点到落地点的
过程中,球下降的高度为2.7m,用时约0.75s。
则球下降过程中重
力做功为J,功率为W。
例4(安徽中考):
一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为2000N,速度为108km/h。
求:
(1)小汽车匀速行驶时受到的阻力大小;
(2)牵引力在10min内所做的功;
(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用v表示,请推导出牵引力的功率P=Fv。
专题3:
动能和势能
1.能量:
物体能够对外做功,就说它具有能量。
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
能的单位与功的单位相同,都是焦耳(J)。
2.动能:
物体由于运动而具有的能。
运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
例5(江苏南京中考):
在“探究物体动能大小与物体
的速度、质量关系”的实验中,让小车从斜面的不同高度
由静止开始下滑,撞击水平木板上的木块,如图所示。
(1)本实验的研究对象是。
(2)小车放置的位置越高,木块被撞击得越远。
研究表明:
当一定时,物体动能的大小与物体的有关。
(3)甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则(填序号)。
①f甲>f乙②f甲 3.重力势能: 物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。 质量相同的物体,被举得越高,它的重力势能就越大;高度相同的物体,质量越大,它的重力势能越大。 4.弹性势能: 物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。 5.重力势能和弹性势能统称为势能。 6.动能和势能的比较 概念 特点 影响因素 动能 物体由于运动而具有的能 凡是运动的物体都具有动能 质量、速度 势 能 重力势能 物体由于高度所决定的能 凡是被举高的物体都具有重力势能 质量、位置 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 凡是发生弹性形变的物体都具有弹性势能 形变程度 例6(山东潍坊中考): 荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会的一个比赛项目。 小丽同学荡秋千时的情景如图所示,在从右侧最高点到左侧最高点这一过程中,小丽的() A.动能一直增大,重力势能一直减小 B.动能一直减小,重力势能一直增大 C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小 D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大 专题4: 机械能 1.机械能: 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量。 2.物体与机械能: 一个物体只有动能,或者只有势能,或者既有动能也有势能,此时都可以说物体具有机械能。 3.动能和势能的相互转化 (1)动能和重力势能可以相互转化。 当动能转化为重力势能时,动能减少,重力势能增大;当重力势能转化为动能时,重力势能减小,动能增大。 (2)动能和弹性势能也可以相互转化。 当动能转化为弹性势能时,动能减小,弹性势能增大;当弹性势能转化为动能时,弹性势能减小,动能增大。 4.机械能守恒: 如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说机械能守恒。 例7(湖北武汉中考): 如图所示,一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车,下列说法正确的是() A.机械能不变,重力势能不变 B.机械能变小,重力势能、动能变小 C.机械能不变,动能变小 D.机械能变小,动能不变 例8(广东广州中考): 跳远运动的几个阶段如图所示,则运动员() A.助跑阶段机械能不变 B.起跳时机械能为零 C.经过最高点时动能最大 D.经过最高点时重力势能最大 专题5: 水能和风能的利用 水能 风能 概 述 水能属于自然界中具有大量机械能的自然资源,自然界中的瀑布、湍流、急速的河水和海浪都具有水能 风是流动的空气,由于不同地区、不同时刻、不同高度的空气温度不同,压强也不同,空气就会流动起来,从而形成风 特点 无污染、蕴藏量大、可循环利用 资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存 利用 (1)早期,人们利用水轮机来汲水、磨粉、碾谷 (2)到18世纪,人们利用大功率水轮机来带动纺织机、冶金鼓风机工作 (3)近代,利用水力带动水轮发电机发电 (1)利用风能来驱动帆船航行 (2)利用风能来推动风车做功 (3)利用风能来发电 【课堂训练】 一、填空题 1.小明用100N的力将重30N的铅球掷出7m远,铅球抛出后的运动过程中人对铅球所作的功是J。 2.起重机将1000N的重物匀速竖直提升3m后又把重物水平移动了1m,起重机对重物所做的功是J。 3.小刘提着重50N的物体沿着10m长的斜坡登到5m的高处,在上坡过程中小刘对物体做的功是J。 4.在超市,小明用10N的水平推力推动总重为400N的购物车向前移动了10m,所用时间为20s,则在此过程中,小明对购物车做的功是J,小明做功的功率是W。 5.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。 据报道: 一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡。 由此可知,鸡蛋的重力势能与______有关,下落过程是将重力势能转化为_________。 6.右图是某商场的自动扶梯,扶梯的部分几何尺寸如图所示。 质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼。 已知扶 梯以1m/s的速度匀速上行。 则扶梯对他做的功是______J,对 他做功的功率是_______W。 如果站在扶梯上的人数增多,扶 梯的效率将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 若小华较快上楼,在扶梯以上述速度上行的同时,他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,则他从一楼到达二楼所需的时间为________s。 7.工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升,所用拉力为250N,5s内重物上升4m。 此过程中,有用功为J,拉力做功的功率为W,写出一条拉力不等于物重的原因: 。 8.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段: 持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。 到达最高点的过程中是动能和转化为;下落过程中能逐渐增加。 二、选择题 9.设在平直的公路上,以一般速度行驶的自行车所受的阻力约为人和车的总重的0.02倍,则骑车人的功率最接近于() A.1WB.100WC.1kWD.10kW 10.如图所示的情景中,力F对物体做功的是( ) 11.小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法中正确的是() A.他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B.他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C.他的重力势能转化成了动能和内能 D.他的重力势能减小,动
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- 人教版 物理 年级 下册 机械能 基础