功和机械能导学案.docx
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功和机械能导学案
第十一章功和机械能
第一节功
【学习目标】
1.知识与技能
●结合实例知道机械功的概念。
●能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
●理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。
2.过程与方法
●通过观察和实验了解功的物理意义。
3.情感态度与价值观
●具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
【重、难点】理解功的概念。
【自主学习】
1.如果___________________________________,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。
2.认真分析下列做功的事例,你会发现力学中的“功”包含的两个必要因素:
一个是________________________,另一个是_______________________。
3.在物理学中,把____________________________的乘积叫做功,公式为________,在国际单位制中力的单位是_____,距离的单位是____,功的单位是____,它有一个专门的名称叫_______,简称________,符号________。
4.大量事实表明:
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,也就是_________________________。
这个结论叫做______________。
【能力生成】
1.下列几种情境中,人对物体做功的是()
A、用力搬石头,但没有搬动
B、举着杠铃原地不动
C、提着水桶水平行走
D、用水平推力推着小车水平前进
2.下列关于物体是否做功的说法正确的是()
A、起重机吊着钢筋水平移动一段距离,起重机对钢筋做了功
B、被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
C、小刚从地上捡起篮球的过程中,小刚对篮球做了功
D、小丽背着书包在路边等车,小丽对书包做了功
3.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度,对物体所做的功:
()
A、杠杆最多B、斜面最多
C、滑轮组最多D、一样多。
4.在水平地面上,用50N的水平拉力拉动重100N的小车,使小车沿水平方向前进5m,拉力所做的功等于多少焦?
重力所做功多少焦?
【检测与反馈】
1.下列过程中,力对物体做功的是()
A、人提水桶水平匀速移动一段距离
B、人推桌子,没有推动
C、冰块在冰面上靠惯性匀速滑动
D、气球吊着重物缓缓升高
2.关于对物体做功,下列说法正确的是()
A、悬挂着的电灯,电线的拉力对电灯做了功
B、起重机将重物提升,起重机对重物做了功
C、小球沿水平面向前滚动,重力做了功
D、人提着书包,使书包沿水平方向移动距离,手对书包竖直向上的拉力对书包做了功
3.如图4所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。
你认为合理的是()
A.文具盒所受重力对它做了功
B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功
D.在此过程中没有力对文具盒做功
4.一个同学用120N的水平方向的力,将一只重4N的足球踢到25m远处,对他踢球时做功的情况,下列说法正确的是()
A.做功3000JB.做功100J
C.没有做功D.做了功,但条件不足,无法计算
5.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。
关于拉力所做的功,下列说法中正确的是()
A.在粗糙地面上做功较多
B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功也一样多
D.条件不足,无法比较
6.把质量为20Kg的箱子,从地面匀速搬到10m高的楼上,对箱子所做功为______J。
7.在水平桌面上,将重为20N的木块沿直线匀速向前推了5m,所用的推力为4N,撤去推力后,木块由于惯性又前进了1m,则推力所做的功是J,重力所做的功为J。
8.正方体物块的重力为100N,边长为1.2m,人用50N的水平推力使物体匀速移动了一段距离(如图所示),推力做的功是_______J,重力做的功是_______J.
9.如图所示,用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m,不计摩擦和滑轮重,所施加的拉力F=_______N,这一过程中拉力F做功______J。
10.马拉着质量是2000Kg的小车在水平路面上前进了400m,做了3×105J的功,马的水平拉力是多少牛?
11.一辆重为6×104N的载重汽车以10m/s的速度匀速驶上一个长为500m的斜坡,已知汽车的牵引力为4.8×103N,求:
(1)汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间.
(2)汽车的牵引力做的功.
【课后反思】
第二节功率
【学习目标】
1.知识与技能
●理解功率的概念。
●知道功率的计算公式和单位。
2.过程与方法
●通过观察了解功率的物理意义。
3.情感态度与价值观
●具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
【重点】功率的计算公式和单位。
【难点】功率的概念。
【自主学习】
1.图1中,小红与爷爷进行登楼比赛,小红和爷爷的体重都是500N,每层楼高3m。
(1)他们第一次比赛都从一楼登上三楼,小红用时15s,爷爷用时30s,则小红做功J,爷爷做功J。
小红每秒做功J,爷爷每秒做功J,做功较快。
可见:
做功越快。
(2)他们第二次比赛都用时20s,小红从一楼登上三楼,爷爷从一楼登上二楼,则小红做功J,爷爷做功J。
小红每秒做功J,爷爷每秒做功J,做功较快。
可见:
做功越快。
2.就像用速度表示运动的快慢一样,为了表示,物理学中引入了功率的概念。
叫做功率。
功率的公式:
。
其中,p表示,单位:
;W表示,单位;t表示,单位。
3.1瓦特(W)=焦/秒(J/s)
1千瓦(kW)=瓦(W)
4.你从一楼走上三楼的功率约为W。
【能力生成】
1.某机械功率为200W,表示该机械()
A.每秒做功200J/sB.能做200J的功
C.每秒的功率为200WD.每秒钟做200J的功
2.关于功率,下列说法中正确的是()
A、机器的功率越大,做的功就越多
B、机械效率越大,机械的功率就越大
C、机械的功率越大,做的功就越快
D、使用省力的机械,可以提高机械做功的功率。
3.一个工人用如图2所示的滑轮组在4s内把重350N的货物匀速提起1m,所用的拉力是l00N.则拉力做功的功率是_____W,此滑轮组的机械效率是______。
4.如图3所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120N,则滑轮组的机械效率为_____,若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为_____J。
拉力做功的功率为W。
5.学校买了一箱物理器材,小军同学将它从一楼搬运到三楼,小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
⑴测量所需要的器材有:
⑵小丽同学设计的测量步骤如下,其中多余的是()
A.测出箱子所受的重力
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出小军上楼梯所用的时间
E.算出小军搬运箱子的功率
⑶请你帮小丽设计一个实验记录表格。
6.建筑工地上,水泥板质量为0.7t,起重机在20s内把它匀速提升到4m的高度,则起重机提升重物的功率是多少?
【检测与反馈】
1.当两台机器正常工作时,功率大的机器一定比功率小的机器()
A.做功多B.做功少
C.做功快D.做功慢
2.甲、乙两台机器,它们的功率分别为50W和10W,在相同的时间里,甲做的功__________乙做的功;完成相同的功,甲用的时间__________乙用的时间。
(填“大于”,“小于”或“等于”)
3.下列关于功率的说法中,正确的是()
A.物体做功越多,功率越大
B.物体做功时间越长,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越短,功率越大
4.下列说法中正确的是()
A、机械效率越高,机械做功一定越快
B、做功越多的机械,机械效率一定越高
C、功率越大的机械做功一定越多
D、做功越快的机械,功率一定越大
5.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。
为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是()
①三楼地面到一楼地面的高度;
②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重;
④一楼到三楼楼梯的长度
A.②④D.①④C.①②③D.②③
6.登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了12s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于()
A.500WB.100WC.50WD.10W
7.小刚要锯开厚度均匀的木板,每拉一次,据条移动的距离为0.3m,所用的力为180N,连续拉锯50次用了1min,这个过程中小刚做功为________J,功率________W.
8.甲、乙两位同学分别把同样重的木头从一楼搬到三楼,甲用的时间比乙用的时间长,两位同学对木头做功的大小关系是W甲_____W乙(选填">"、"="或"<"),对木头做功快的是_______同学。
9.如图4所示,一个质量为50kg的人,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则这个人在这段时间内的功率是(g取10N/kg)()
A.1200WB.10W
C.12WD.120W
10.一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后,在空中停留了3s,又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为()
A.300WB.2000WC.3000WD.1500W
11."五一"假期,小林和爸爸一起去登山,小林用了15min登到山顶,爸爸用了20min登上了山顶,爸爸的体重是小林的1.5倍,则小林与爸爸的登山功率之比为( )
A.9∶8 B.8∶9 C.1∶2 D.2∶1
12.甲、乙两辆汽车在水平路面上匀速行驶,两辆汽车的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3∶1,则甲、乙两台机器的()
A.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为3∶1
B.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶1
C.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶3
D.做功之比为1∶3,受到的牵引力之比为3∶1
13.在平地上,用75N的水平推力推动重120N的箱子,匀速前进了5m,所用的时间是3s,问:
(1)人做了多少功?
(2)人做功的功率是多少千瓦?
14.一滑轮组在10s内把受重力是500N的物体匀速提高0.5m,绳子的自由端被拉动2m,己知滑轮组的机械效率是75%,求:
(1)作用于绳端的拉力;
(2)拉力的有用功率。
15.一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图5所示,若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组机械效率为80%,问:
(1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?
(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.2m/s,则司机做功的功率是多少?
【课后反思】
第三节动能和势能
【学习目标】
1.知识与技能
●通过实例理解动能、势能的概念。
2.过程与方法
●通过实验,了解动能、势能的大小各与什么因素有关并能解释简单现象。
3.情感态度与价值观
●具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
【重点】决定动能、势能大小的因素。
【难点】理解动能、势能的概念。
【自主学习】
1.子弹能击穿靶,流水推动竹排,子弹和流水都做了功。
物体能够?
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_,表示这个物体具有?
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_,简称。
2.动能
(1)物体由于?
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?
?
_而具有的能量叫做动能。
如
等都具有动能。
(2)探究:
动能大小与什么因素有关
①如图所示,小球从光滑斜面上由静止开始下滑,到达底端的速度只与起点高度有关。
起点高度越高,到达底端的速度就越大,平面上的木块被撞得就越远,说明小球具有的动能越?
?
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?
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_。
②步骤一:
让铁球甲从斜面F点滚下,打到一个小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置B。
③步骤二:
让铁球甲从斜面E点滚下,打到相同的小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置C。
④步骤三:
换一铁球乙(
)从斜面上F点滚下,打到相同的小木块上,推动木块从位置A移动到位置D。
⑤分析步骤一、二,得出的结论是:
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。
分析步骤一、三,得出的结论是:
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。
3.势能
(1)物体由于?
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_?
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_?
而具有的能量,叫做重力势能。
如
等都具有重力势能。
(2)探究:
重力势能的大小与什么因素有关
①取两个完全相同的铝球,从不同高度自由落至同一沙地上,观察到从较_?
_?
处落下的铝球砸出的坑深。
可见,在相同时,物体?
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_?
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_?
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,重力势能越大。
?
②取两个体积相同的实心铜球和铝球,从同一高度自由落至同一沙地上,观察到_?
_?
球砸出的坑深。
可见,在相同时,物体?
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,重力势能越大。
4.物体由于?
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而具有的能量叫弹性势能。
如?
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_?
都具有弹性势能。
5._?
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和?
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统称势能。
【能力生成】
1.江河里流动的水具有能。
如果在江河上修筑拦河坝,抬高坝内水位就能增大坝内水的能。
2.下列实例中具有动能的是(?
?
?
)
A.射箭运动员把弓拉弯,给弓存储了能量
B.被球拍击扁的网球,也具有能量
C.停在空中的直升机
D.流水能推动竹排
3.下列实例中具有弹性势能(?
?
?
)
A.滑雪运动员从高处滑下时具有了能
B.飞行的网球
C.正在上升的火箭
D.被压缩的弹簧
4.人骑自行车从坡上下来时,速度会越来越大,在这运动过程中(?
?
?
)
A.人和车的动能增大
B.人和车的动能减小够
C.人和车的重力势能增大
D.人和车的动能保持不变
【检测与反馈】
1.说明下列物体各具有哪种机械能:
(1)被举过头顶的杠铃具有?
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(2)抛向空中正在飞行的标枪具有?
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(3)在水平桌面上行驶的汽车具有?
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(4)一张拉开的弓具有?
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2.5月12日,汶川特大地震发生后,15名空降兵勇士在地形十分复杂、气候特别恶劣,又无地面指挥引导、无地面标识的情况下,奋不顾身地从4999米高空跳伞。
他们跳出飞机舱门,在打开降落伞之前下降的速度越来越大,这一过程中伞兵勇士的(?
?
?
)
A.动能增大,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
3.如图所示,在弹簧上放一砝码,这时弹簧具有能;如果继续向下用手压木板上的砝码,弹簧会变,它的弹性势能;放手后,发现砝码被弹开了,这说明被压缩的弹簧能。
4.蹦极运动员从几十米高的高台上竖直跳下,橡皮绳的一端固定在高台上,另一端系在运动员脚上,运动员从起跳到下落至最低点的过程中(?
?
?
)
A.重力势能减小,动能增加
B.重力势能和动能之和不变
C.当运动员所受的弹力和重力相等时,动能最大
D.当运动员所受的弹力和重力相等时,弹性势能最大
5.骑自行车上坡前,往往要用力紧蹬几下脚踏板,这是为了(?
?
?
)
A.减少自行车所受阻力
B.增大自行车的惯性
C.增大自行车的动能
D.增大自行车的势能
6.如图所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(?
?
?
)
A.重力势能减小,弹性势能增大
B.重力势能增大,弹性势能增大
C.重力势能减小,弹性势能减小
D.重力势能增大,弹性势能减小
【课后反思】
第四节机械能及其转化
【学习目标】
1.知识与技能
●能用实例理解动能和势能的相互转化。
●能理解一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
2.过程与方法
●通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。
【重、难点】理解动能和势能的相互转化。
【自主学习】
1.滚摆在上升过程中速度变?
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_?
,位置变?
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,所以动能变?
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,重力势能变?
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,即?
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能转化为?
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能;滚摆在下降过程中速度变?
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,位置变?
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,所以动能变?
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,重力势能变?
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,即?
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能转化为?
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能。
可见动能和势能之间可以互相?
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。
2.动能和势能统称为?
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能。
一个物体具有的动能和势能的总和,等于它的?
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能。
3.如果只有?
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能和?
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能相互转化,机械能的总和不变,或者说机械能是?
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的。
4.用绳子把一个铁锁悬挂起来,把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松手,头不要动,铁锁摆回时(选填“会”或“不会”)碰到鼻子。
在能的转化过程中,机械能的总量变。
5.人造卫星在近地点的动能最?
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,势能最?
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,在远地点的动能最?
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,势能最?
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_?
。
卫星从近地点向远地点运动过程中能转化为能。
【能力生成】
1.体积相同的实心铜球和铝球,铜球静止在水平桌面上,铝球则在同一水平桌面上匀速运动,由此可知(?
?
?
)
A.两球的势能相等
B.两球的动能相等
C.两球的机械能一定不等
D.两球的机械能可能相等
2.在大型游乐场里,小明乘坐匀速转动的“摩天轮”,正在向最高点运动,对此过程,下列说法正确的是()
A.小明的重力势能保持不变
B.小明的动能保持不变
C.小明的机械能守恒
D.小明的机械减少
3.下列现象中,物体动能转化为势能的是(?
?
?
)
A.秋千由最高处向最低处荡去
B.张开的弓把箭水平射出去
C.骑自行车匀速上坡
D.腾空上升的礼花弹
4.一个小朋友从滑梯的顶端匀速地滑到滑梯的底部,在这个过程中,该小朋友具有的机械能(填“增大”、“不变”或“减小”)。
5.跳水运动是奥运会的正式比赛项目,我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。
比赛中,跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,在整个空中运动过程中,运动员的()
A.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能不变
B.动能先增大后减小,重力势能减小先后增大,机械能不变
C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能增大
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大,机械能减小
【检测与反馈】
1.人造地球卫星在运行过程中可以认为其机械能守恒。
它在轨道上运行的过程中,有时离地面较远,有时离地面较近。
离地球中心最远的一点叫远地点,这里卫星的势能,动能;离地球中心最近的一点叫近地点,这里卫星的势能,动能。
2.如图,先用绳子把一个铁锁悬挂起来,然后把铁锁拿近到自己的鼻子,松手后,铁锁向前摆动又摆回来。
有关铁锁在摆动过程中的能量转化,下列说法正确的是()
A.铁锁回摆后能碰到鼻子,因为铁锁的机械能始终不变
B.铁锁下降过程中,重力势能转化为动能
C.铁锁上升到最高点,重力势能最小
D.铁锁下降到最低点,动能最小
3.同学们都玩过秋千吧,闭上眼睛,那种时高时低的感觉如同在飞……,你知道其中能量的转化吗?
对于右图中荡秋千的小孩,下列分析正确的是()
A、小孩在A点具有最大动能
B、小孩从C荡到B的过程中,动能转化为势能
C、小孩从B荡到C的过程中,动能转化为势能
D、小孩从A荡到B的过程中,B点的机械能大于A点的机械能
4.如图为麦克斯韦滚摆,当它在最高处时,重力势能,动能;当它由上而下滚动时,重力势能,动能,能转化为能;当它到达最低处时,重力势能,动能;当它由下而上滚动时能转化为
能。
5.物体从光滑斜面的顶端滑至底端的过程中,如图所示,它的能量变化是()
A.动能转化重力势能
B.重力势能转化为动能
C.动能不变,机械能减少
D.动能增加,机械能减少
6.一只乒乓球由高处下落撞击地板后又上升,在这个过程中,乒乓球机械能转化情况是(?
?
?
)
A.势能→动能→势能
B.动能→势能→动能
C.动能→势能→动能→势能→动能
D.势能→动能→势能→动能→势能
【课后反思】
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- 机械能 导学案