九年级物理 第十五章 功和机械能复习教案 人教新课标版.docx
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九年级物理第十五章功和机械能复习教案人教新课标版
2019-2020年九年级物理第十五章功和机械能复习教案人教新课标版
●单元复习目的
一、知识与技能
1.使学生深刻理解功的概念,明确功的公式,掌握功的计算。
2.知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。
会理解和计算机械功功率.
3.知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。
4.知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。
了解动能和势能如何转化的。
二、过程与方法
1.通过师生互动,让学生理解做功的两个必要因素,理解功的计算公式,知道功的原理和功率的概念。
2.培养学生的观察能力。
三、情感、态度与价值观
1.培养学生严谨的科学态度。
2.培养学生的科学世界观。
●复习的重点和难点
重点:
功和功率的概念;机械功和机械能的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率;动能和势能的相互转化。
难点:
做功的两个因素;结合实际理解功率的概念。
●课时安排:
二课时
第一课时
●授课时间:
6月11日
一、基础知识
(一)功
1.做功的两个必要因素:
作用在物体上的力,物体在力的方向上移动的距离
2.功的计算:
力与力的方向上移动的距离的乘积。
W=FS。
3.单位:
焦耳(J) 1J=1Nm
4.功的原理:
使用机械时人们所做的功,都不会少于不用机械时所做的功。
即:
使用任何机械都不省功。
(二)机械效率
1.有用功:
为实现人们的目的,对人们有用,无论采用什么办法都必须做的功。
额外功:
对人们没用,不得不做的功(通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功)。
2.总功:
有用功和额外功的总和。
3.计算公式:
η=W有用/W总机械效率小于1;因为有用功总小于总功。
(三)功率
1.功率(P):
单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
2.计算公式:
。
单位:
P→瓦特(w)
3.推导公式:
P=Fv。
(速度的单位要用m)
(四)动能和势能
1.能量:
一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。
能做的功越多,能量就越大。
2.动能:
物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体,运动速度越大,它的动能就越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能就越大;其中,速度对物体的动能影响较大。
注:
对车速限制,防止动能太大。
3.势能:
重力势能和弹性势能统称为势能。
4.重力势能:
物体由于被举高而具有的能。
质量相同的物体,高度越高,重力势能越大;高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
5.弹性势能:
物体由于发生弹性形变而具的能。
物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
(五)机械能及其转化
1.机械能:
动能和势能的统称。
(机械能=动能+势能)单位是:
J
2.动能和势能之间可以互相转化的。
方式有:
动能和重力势能之间可相互转化;动能和弹性势能之间可相互转化。
3.机械能守恒:
只有动能和势能的相互住转化,机械能的总和保持不变。
人造地球卫星绕地球转动,机械能守恒;近地点动能最大,重力势能最小;远地点重力势能最大,动能最小。
近地点向远地点运动,动能转化为重力势能。
二、例题分析
例1如图5所示的四种情景中,人对物体做功的是
例2下列关于力做功的说法,正确的是
A.人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功
D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功
例3如图是一种开瓶器。
使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把即可将瓶塞拔出。
钻头做得尖细是为了,压把相当于。
王哲在5s内将瓶塞拔出,若瓶塞长5㎝,瓶塞受到的平均阻力为200N,则王哲克服瓶塞阻力做了J功,其做功的功率为W。
例4你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗?
小文同学对此进行了研究.她通过查阅资料得知,人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处,人只要走路,其重心就必然会发生上下位置的变化,重心升高就需要克服重力做功.小文假设人在正常走路时,重心在人体中的位置近似不变,她行走了100m,有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离):
质量m/kg
步距S/m
腿长l/m
时间t/s
50
0.50
0.65
100
(1)小文同学注意到,当自己的前脚跨出时重心会下降,而后脚收起时重心会升高,则她每走一步,自己的重心会下降或升高多少米?
(2)小文行走100m需要克服重力做多少功?
克服重力做功的功率多大?
(3)通过分析,你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时,哪些因素会影响人的锻炼效果?
例5请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。
(1)已提供的器材是秒表和皮尺,还需要的器材是_______________;
(2)实验需要测量的物理量是__________、__________和__________。
(3)请写出比较两位同学做功快慢的方法。
例6图16是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图,钢丝绳用xxN的力将重为6000N的物体匀速吊起.若在1min内,货物从地面被提升到6m高处,求:
(1)钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)要提高滑轮组的机械效率,可采用哪些方法?
(答出2种方法即可)
例7如图6所示,将体积为2.0×l0-3m3的松木块,沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N.松木块沿斜面移动lm,上升的高度为30cm.求:
(1)松木块的重力.
(2)斜面的机械效率.(g=10N/kgρ木 = 0.5×lO3kg/m3。
)
例8瑞瑞同学家住楼上,最近正在装修房子,需要搬运装修材料,但有些材料由于楼道过窄不方便搬运,于是瑞瑞建议采用如图19所示的滑轮组,这样站在地上就可以把材料运上楼.若某次搬运的材料重765N,被提升的高度为10m,人所用的拉力为450N.求:
(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图.
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)随后,瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料,看到右表中的一组数据请你找出这些机械设备效率的共同特点.
例9在某次升国旗的仪式上,小强同学通过滑轮
组将—质量为0.8千克的国旗缓缓匀速升高15米,如图所示。
问:
(1)小强匀速拉绳的力为多少?
(2)此过程巾,小强对旗做了多少功?
(3)如果升旗用了50秒的时间,则小强做功的功率为多大?
(不计滑轮与绳的摩擦,滑轮、绳的质量忽略不汁,取g=10牛/千克)
例10下表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据:
物体
质量m/kg
速度v/(m.s-1)
动能E/J
牛
约600
约0.5
约75
中学生
约50
约6
约900
分析数据,可以看出对物体动能大小影响较大的是速度
你判断的依据:
人的质量约为牛的1/12,而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大
例11超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中,小明的
A.动能减小,势能增大,机械能不变
B.动能增大,势能增大,机械能增大
C.动能不变,势能增大,机械能增大
D.动能不变,势能不变,机械能不变
例12用绳子把一个铁锁悬挂起来.把铁锁拉到刚好
贴着自己的鼻子,稳定后松手,头不动(如图16),铁
锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动,然
后再从c往回运动.
(l)从a点到最低点b点的过程中,铁锁的动能、重力势能如何变化?
(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
例13每次铅球项目测试,小明同学的成绩总是不理想。
他想影响铅球掷得远近的因素到底有哪些呢?
为此.他以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究:
(1)熟悉手枪结构:
玩具手枪的内部结构中有一根弹簧,弹簧压缩的长度可调节。
压缩的弹簧伸长时,将子弹射出,弹簧的能转化成子弹的动能。
(2)探究过程:
①提出假设:
在相同条件下,子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。
②设计实验,记录数据:
他把手枪固定在某一高度后,保持子弹从枪口射出时的速度相同.改变枪管与水平面夹角,用同一颗子弹做了五次试验,记录数据如下:
③分析数据,得出结论:
在相同条件下,子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关,夹角在度左右时,子弹射程最远。
小明由此推想:
相同条件下,铅球以这一角度掷出,掷得最远。
④交流和评价:
第二天,小明与同桌交流探究成果,同桌认为小明对子弹射程与水平夹角B的探究还可进一步完善。
同桌的话启发小明对实验方案进行改进,获得了更准确的结论。
小明所作的改进是
(3)完成上述探究后,小明想到影响子弹射程的因素可能还有许多,又提出一个合理的假设。
你认为他的假设是:
。
小明开始了新的探究……
第二课时
●授课时间:
6月13日
一、基础知识练习
1.力学里所说的功包括两个必要因素:
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的原理:
使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:
使用任何机械都不省功。
公式:
W=FS
3.功的原理告诉我们:
使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
4.使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
5.功率:
单位时间内所做的功,它是表示物体做功快慢的物理量。
公式P=W/t
6.有用功对人们有用的功。
公式:
W有用=Gh(提升重物)
7.额外功并非我们需要但又不得不做的功;公式:
W额=W总-W有用
8.总功有用功加额外功或动力所做的功;公式:
W总=W有用+W额=FS
9.机械效率有用功跟总功的比值。
公式:
10.动能是物体运动而具有的能,动能的大小决定物体的质量和速度。
11.势能是由于物体被举高或发生弹性形变而具有的能。
重力势能的大小由物重和高度决定。
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小等因素有关。
12.机械能是动能和势能的总称。
13.动能和势能可以相互转化,一个物体如果只有动能和势能的相互转化,在转化过程中动能和势能的大小都会改变,但总机械能不变。
实际上动能和势能在转化过程中会有一部分能量转化成其它形式的能,虽然总的能量仍然守恒,但机械能减少了。
二、堂上练习
1.下列过程中,人对物体做功的是()
2.下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()
A.功率大的机械,做功一定多B.做功快的机械,功率一定大
C.效率高的机械,功率一定大D.做功多的机械,效率一定高
3.以下几种情况中,力对物体做功的有()
A.人用力提杠铃,没有提起来B.沿着斜面把汽油桶推上车厢
C.用力提着水桶水平移动2米,水桶离地面高度不变
D.物体在光滑水平面上匀速前进二米
4.图4是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。
在组装时,需要用如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米,则作用在滑轮上的拉力F为______牛,绳子对重物所做的功为________焦,若提升重物所用的时间为1分钟,则绳子对重物做功的功率为________瓦。
5.一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时,耗时15min,汽车发动机的牵引力为4000N。
求:
(1)汽车行驶的速度。
(2)汽车发动机牵引力做的功。
(3)汽车发动机牵引力的功率。
6.如图小明同学体重为50kg,背着重为60N的书包,书包带与小明
的肩部接触的总面积为300cm2.求:
(1)书包
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