第十一章功和机械能导学案Word文档格式.docx
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指导学生带着问题去阅读教材。
在力学中,把叫做功。
力学中的“功”的公式是
“功”的单位是
2.焦耳的物理意义是。
3.出示焦耳的照片,了解焦耳的事迹和成就。
焦耳(1818~1889)是英国物理学家。
1818年12月24日生于索尔福。
他父亲是酿酒厂的厂主。
焦耳从小体弱不能上学,在家跟父亲学酿酒,并利用空闲时间自学化学、物理。
他很喜欢电学和磁学,对实验特别感兴趣。
后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。
焦耳可以说是一位*自学成才的杰出的科学家。
焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究,后转向对功热转化的实验研究。
1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献,被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。
【学以致用】
1.质量为50Kg的雪橇上装载了350Kg的货物,一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的货场。
如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。
(g=10N/Kg)
小贴士:
①在使用公式求功之前,要明确哪个力做功。
②要搞清力的大小:
对于本题来说,要写出拉力等于摩擦力等于多少。
③要注意单位的统一。
2.一质量为2000Kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400m,做了3×
105J的功,求拉力的大小和重力所做的功。
【课内探究】功的原理
通过前面的学习,我们知道使用简单机械有的能省力,有的能省距离,根据课前预习考虑一下,它们能不能在省力的同时也省距离,也就是能省功呢?
为了探究使用机械是否省功,就需要比较什么?
需要测量哪些物理量?
需要计算哪些量?
我们该怎样来探究?
需要选择哪些实验器材?
(学生讨论后,阐明自己小组的结论,教师选取两个思路清晰的小组上台演示。
下面的同学帮他们做好记录和计算。
)
图1图2
◆使用机械对物体做的功等于不用机械时人直接对物体所做的功,使用机械时所做的功是指人对机械做的功。
◆探究杠杆做功时,手的拉力方向要始终竖直向上。
这样虽然砝码和手的运动轨迹都是圆弧,但是由于重力方向始终竖直向下,手的拉力方向始终竖直向上,所以它们做功的距离是沿力的方向的距离,即h和s,而不是弧长或弦长。
◆注意:
该实验可改为用弹簧测力计测出拉力大小,这样计算出的使用机械时做的功比不用机械时做的功多,便于学生理解功的原理。
所测物机械理量
种类
不使用机械时人做的功
使用机械时人做的功
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
人直接做的功W1/J
动力F/N
手移动的距离S/m
使用机械所做得功W2/J
杠杆
动滑轮
师生评价实验过程与方法,教师点拨,师生共同讨论、分析实验数据,得出结论。
使用机械所做的功,都不会少于不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理。
它是一切机械都遵循的普遍原理,是人们经过很长时间的研究,在大量实践的基础上得出的。
所以不可能有既省力又省距离的机械。
【达标检测】
1.用10N竖直向上的拉力,使放在水平地面上重为8N的物体竖直向上移动了2米,则拉力做功为__________J。
2.林雨将掉在地上的物理课本拾回桌面,所做的功接近于____________。
3.放学后,小明背着重40N的书包沿水平路面走了200m,又登上大约10m高的四楼才回到家,则他在回家的过程中的书包所做的功为____________。
4.斜坡长10m,顶端与底端的竖直高度为6m,当小莉沿着斜坡用F=100N的力把一质量为10kg的货箱从斜坡底端缓慢地推到斜坡顶端的过程中,她对货箱做的功为____________J,货箱克服斜坡的摩擦力做的功是____________J。
(g取10N/kg)。
5.举重运动员在2s的时间内,用1200N的力把杠铃匀举高2m,在这段时间内他对杠铃做的功是____________J。
若他举起后在空中停留3s,在这3s内对杠铃做的功是____________J。
6.小明体重是500牛,他提着重100牛的水桶在水平地面上前进10米,水桶高度始终不变,小明对水桶做功()
A、100牛焦B、0焦C、5000焦D、功的大小无法计算
7.如图所示,用水平力F拉着重为100N的物体,在水平地面上向左匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则()
A、重力做的功是500JB、拉力大小为100NC、拉力大小为120ND、拉力做的功为100J
8.某人用20N的力将重为15N的球推出去后,球在地面上滚动了10m后停下来,球在地面上滚动的过程中,手对球所做的功为()
A、0JB、200JC、150JD、350J
9.某人用同样的力拉同一物体,分别在光滑面和粗糙面上移动相同的距离,在光滑路面做的功为W1,在粗糙路面做的功为W2,则下列关系中正确的是()
A、W1>
W2B、W1<
W2C、W1=W2D、因路面不同,无法比较
10.在水平地面上有三块密度为0.5×
103kg/m3、边长均为10cm的正方体木块(如图甲所示),某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来(如图乙所示),问:
(1)一块木块的质量是____________kg。
(2)三块木块堆叠起来后对地面的压强是____________Pa。
(3)小孩叠起这堆木块至少做了____________J的功。
【巩固提升】
11.一台起重机将重6000牛的建筑材料提起10米后又向前移动了20米,整个过程中哪一段路程上做功了?
做了多少功?
哪一段路程上未做功?
为什么?
12.在灾后重建中,村民住房重建所用砖的承压是必须考虑的一个重要指标,用砖砌墙修房时,考虑各种因素砌墙的最大实际高度只能是最大理论高度的30%。
红星村村民在住房重建中,使用的是一种本村生产的长方体实心砖,这种砖长为0.24m,宽为0.12m,高为0.05m,重为36N,所能承受的最大压强是5×
105(Pa)(g取10N/kg)求:
(1)用这种砖来修房砌墙,墙实际最高可以多高?
(2)如果将100块这种砖从地面搬到5m高的平台上,最少要做多少功?
13.“世界第一拱”卢浦大桥共需要安装钢结构桥面板15块,每块桥面板的质量为390t。
2002年12月2日,卢浦大桥第一块桥面板被专家用桥面吊机提高46m后准确安装在指定位置。
求:
(1)每块桥面板的重力。
(2)每块桥面板所用的钢材的体积(
)。
(3)吊机将第一块桥面板匀速提高10m所做的功。
课堂总结:
课后反思我的收获是:
________________________________________________
我的问题是:
第二节功率导学案
学习目标
1.能理解功率的概念和意义。
2.会用功率的公式进行简单计算。
3,能用对比的方法说出它与机械效率的异同。
重点:
功率的物理意义和计算.难点:
对比功率与机械效率的异同。
【预习生成】
任务一:
知识回顾和预习新课(10分钟7分)
1.一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上________,力学中就说这个力对物体做了功。
2.力学里所说的功包括两个必要因素:
一是_____________________;
二是物体在__________________________。
3.力学里规定:
功等于_________跟物体在力的方向上通过的__________的乘积。
公式:
W=_____________________。
4.功的单位:
_________,1J=1N·
m。
5.功的原理的内容:
使用机械时,人们所做的功,都不会___________________;
即:
____________________________。
任务二、认真预习课本:
学生独立完成。
功率表示__________________的物理量;
_________________________叫做功率.
计算公式是:
___________.其中W表示______,单位是____;
t表示________,单位是______.P表示_______,根据公式写出的功率的单位是_______,专用单位是______简称_____,符号是______,两个单位之间的关系是______________.工程技术上还常用________做单位,1kW=________W.功率是机械的_____________之一.
某物体的功率是1000W,它的物理意义是_____________________________________.
功率的定义(8分钟,8分)
1.比较两物体做功快慢时的方法。
(1)做功时间相同,比较
。
(2)做功相同,比较
(3)做功不同,所用时间也不同时,则比较
2.仔细阅读课本“想想议议”,思考:
女孩和老人爬楼是克服做功,做功相同吗?
俩人相比,做功多。
如果做功相同,先到达指定的楼层,做功快。
3.类比法:
前边我们学过速度,它是表示的物理量,公式是。
通常我们用什么方法比较物体运动的快慢?
(对学交流)
4.与速度一样,做功有快有慢,你能给做功的快慢下定义吗?
物理学中,
叫做功率,它表示做功快慢的物理量,用符号表示。
功率
1.物理意义:
描述物体做功的物理量。
2.定义:
叫功率。
3.公式:
,
4.单位:
(1)国际单位:
瓦特(W)。
1W数值意义:
。
(2)常用单位:
1KW=103W;
1马力=735W
任务三:
功率的计算(5分钟。
5分)
1.功率的计算公式是,单位是,还有,。
(计算时,单位要统一哦)
2.做功过程中,如果物体在力的作用下做匀速直线运动,根据W=FS和S=Vt,你能不能推导出计算功率的新公式P=.(但它只适用于匀速直线运动的物体)
《讨论交流》,你有什么发现?
①发动机在一定功率下运行,牵引力F与速度v成,要增大牵引力就要速度;
②当速度保持一定时,牵引力F与功率P成,要增大牵引力就要增大机器的;
③当保持牵引力F不变时,功率P与速度v成,要增大速度就要增大机器的。
1.下列说法中正确的是()
A机械做的功越多,它的功率一定大B机械做功时间短,它的功率一定大
C机械做功越快,它的功率就越大D做相同的功,机械用的时间长,它的功率大
2.下列都是功率的单位的是()
AW、J/sBKW、PaCW、N/mDN/m2、N·
m
3.某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为()
A2400WB1200WC20WD50W
4.10kw的机器正常工作时,每分钟做的功是()
A10JB2.4×
107JC6×
105JD104J
5.一台机器的功率是750W,它表示的意思是()
A这台机器1min做功是750WB这台机器1min做的功是750J
C这台机器1s做的功是750JD这台机器1s做的功是750W
6.甲乙两台机器,功率之比为2:
3,工作时间之比为1:
3,则它们所做的功之比为()
A2:
9B2:
1C3:
2D3:
1
7.计算功率的公式是P=_______,由此公式变形可得计算功的另外一个公式W=_______.此公式中只有功率的单位是______,时间的单位是_______,功的单位才是焦耳.
8.甲乙两台机械,它们的功率之比是3:
1,在相同的时间里,所做的功之比为______,若做相同的功,则所需时间之比是______.
9.蓝鲸游动时的功率可达350KW,合__________W;
某洗衣机的功率是350W,合_______kW.
10.在水平地面上,小明用50N的水平推力推重100N的箱子,在10s内前进了10m,小明推箱子的功率为__________W.
11.起重机以0.1m/s的速度将重400N的重物匀速提高5m,起重机做功________J,它的功率是_______W,合________KW.
12.一同学用1min的时间将质量为5Kg的水桶从离井口5m
深处提到井口,后用2min的时间拎着水桶走了10m。
问:
(1)这个同学在将水桶从井中提起过程中做了多少功?
这个过程中他做功的功率为多少?
(2)这个同学在拎着水桶走的过程中做了多少功?
这个过程中他做功的功率为多少?
(3)在整个过程中这个同学做功的功率为多少?
13.某人站在地面上用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑
轮组提升重物,经5秒钟把重400N的货物升高了2m,
他所用的力为250N。
(1)他拉绳的着力点移动的速度;
(2)他做的功和功率;
(3)滑轮组的机械效率。
14.如图所示,每个滑轮重为8N,不计摩擦及绳重,当重物以0.3m/s的速度匀速上升时,弹簧测力计A的示数为60N.
求:
(1)拉力的功率?
(2)5s钟拉力做的有用功?
(3)滑轮组的机械效率?
第三节动能和势能导学案
1.能说出什么是能量,记住能量的单位
2.能说出什么是动能,能运用实验探究动能的大小与哪些因素有关。
3.能说出什么是重力势能,能运用实验探究重力势能的大小与哪些因素有关。
4.能说出什么是弹性势能及影响的因素。
(一)能量
我们在日常生活中经常提到能,你能说出几种来?
诸如:
“能”确是物理学中的一个重要概念,能的概念跟功的概念有密切联系。
比如:
电流能做功,说明具有电能;
燃料燃烧放热可以做功,说明具有热能;
因此,我们认为:
一个物体能够
它就具有
思考:
一个物体具有能量它一定做功吗?
小结:
能与功的关系是:
(二)动能
1.什么样的物体具有动能?
急流的河水能把石头冲走,流水能做功;
飞行的子弹能把木板打穿,飞行的子弹能做功;
风吹动帆船航行,空气流动形成的风能做功。
这些物体能做功,它们都具有能。
它们的能量由于
才具有的。
水由于
、子弹由于
、空气由于
而具有能。
物理学中把
而具有的能叫动能。
一切运动的物体都具有
能。
2.请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。
A、静坐的人;
B、足球场上奔跑的运动员;
C、炮膛中准备发射的炮弹;
D、从飞机上投出的炸弹;
E、被电风扇吹动的空气。
具有动能的是:
;
理由是
3.动能的大小或多少跟哪些因素有关。
影响动能大小的因素有:
(三)势能
运动的物体具有动能。
生活中也有很多物体并没有运动,但是它们也能做功,也具有能。
1.什么样的物体具有重力势能?
人们在打桩时,必须把重锤高高举起,当重锤落下时可以做功,因为重锤受到竖直向下的重力,重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离,所以举高的重锤可以做功,将木桩打入地里。
试想,一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。
重锤只有在被
的情况下才能做功,即重锤被举高时才具有做功的本领——能。
一池静止的水是不能做功的,但是这一池静止的水如果处在高山上,水落下时就可以做做功,把水车冲得转起来。
因此,物体由于
叫重力势能。
2.重力势能的大小跟哪些因素有关。
影响重力势能的因素是:
3、物体由于
叫做弹性势能
聚焦目标一:
阅读课本114页第一自然段,找出:
1.能量是指:
_______________________。
物体能够做的功越多,说明具有的能量就越______。
能量的单位是_________。
(记住)
独立思考:
(1)能够做功和正在做功的关系
(2)能量与做功的关系。
试试你的身手:
判断是非(独立完成后小组交流)
2.正在做功的物体一定具有能量。
()2、具有能的物体一定正在做功。
()
3.不在做功的物体没有能。
聚焦目标二:
一、认识动能:
1.运动的钢球推动木块前进,钢球对木块做功。
2.风吹着帆船航行,流动的空气对帆船做功;
3.流水推动水轮转动,水对水轮做功
运动的钢球,流动的空气,水共同特点:
它们都在________,都在对外________,因而都具有________。
这种形式的能叫________。
动能:
物体由于。
举出物体具有动能的例子(小组交流)
总结得出:
_____________物体都有动能。
二、探究动能大小与什么因素有关:
学法指导:
探究影响摩擦力大小的因素的实验方法是?
1.如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。
猜测:
动能的大小可能与________有关。
2.同样速度行驶的大货车和出租车,假设撞在电线杆上,货车将其撞弯的程度要比出租车严重。
动能的大小可能与________有关
小组合作探究:
(1)研究动能的大小与质量的关系时,应控制_____一定,如何做到?
实验结论______________________________________
(2)研究动能的大小与速度的关系时,应控制_____一定,如何做到?
实验结论:
物体的动能大小与________、________有关:
关系是_______________________、__________________________________。
做一做,你一定能行:
1.正在加速行驶的汽车,具有的动能________,因为________在增大。
2.地面上静止的铅球和正在滚动的乒乓球,________的动能大。
聚焦目标三:
一、认识势能
自主学习:
阅读教材115页势能部分回答下面问题:
1.什么是弹性势能?
影响的因素?
2.什么是重力势能?
举例物体具有重力势能的例子
(独立完成后小组交流)
二、探究重力势能大小与哪些因素有关:
学法指导:
上面实验采用的方法是?
学生独立思考下面的问题然后小组交流,并猜测重力势能大小与哪些因素有关
1.举起同样高度的铅球和乒乓球,落到沙地上,铅球砸得深些,谁做的功多?
猜想:
重力势能大小与___________有关
2.同一个铅球被举高1米和2米,落到沙地上,哪次做的功多?
猜想:
3.研究重力势能的大小与质量的关系时,应控制_____一定,如何做到?
得出结论:
______________________
4.研究重力势能的大小与高度的关系时,应控制_____一定,如何做到?
_____________________实验结论:
物体的重力势能大小与____________、________有关:
关系是:
___________________、_________________________
1.势能分为_______、_______。
2.重力势能的大小与物体的_______、_______有关。
同一高度飞行的飞机和飞鸟,_______的重力势能大,因为它的_______大。
3.跳伞运动员匀速下落的过程中,动能_______,重力势能_______。
三、弹性势能大小与哪些因素有关?
大家看一个实验。
(教师演示,学生回答)
把一个砝码放在弹簧上的小木板上,用力将弹簧压缩,使其发生(弹性形变)。
此时,弹簧静止,没有
弹簧也没有被举高,也没有
可是大家猜想,弹簧能不能做功?
,放开手,我们观察到
可见,被压缩的弹簧也具有能。
这种能区别于动能和重力势能,它是由于
而具有的能。
所以,发生弹性形变的物体具有的能叫
物体在很多情况下都具有弹性势能。
请你举出几个应用弹性势能的例子
我们住地上拍打篮球的时候,球发生弹性形变的程度越大,球就弹起得越
,这说明:
物体的弹性势能的大小跟物体
有关,弹性形变越大,它具有的弹性势能越大。
l.一个物体____________,我们就说这个物体具有能。
2._____________________叫动能,与物体的_______、_______有关。
3._____________________叫重力势能,与物体_______、_______有关。
物体由于发生______具有的能叫弹性势能,物体弹性势能的大小与______有关。
4.下列物体各具有什么形式的能?
(1)在地上滚动的足球
(2)山顶上的一块石头
(3)地面上被拉弯的弓
(4)天空中
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