最新粤沪版初三物理教案机械功和机械能.docx
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最新粤沪版初三物理教案机械功和机械能
学科:
物理任课教师:
授课时间:
星期:
1、做功的两个必要因素
2、机械功的计算公式:
W=FS
3、功率的概念:
P=W/t
4、功的原理
5、有用功和总功,机械效率
6、动能、势能的初步概念,动能、势能可以相互转化
1、正确理解“功”的意义
功的概念:
一个物体受到力的作用,并在力的方向上通过一段距离,称这个力对物体作了功。
功的两个因素:
一个是作用力,一个是作用力方向上物体通过的路程,两者缺一不可。
2、如何理解做功的两个必要因素
⑴物体移动了一段距离,但没有受到力的作用。
例如物体在光滑水平面做匀速运动
⑵物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过距离,例如,用力推车,车没有推动。
⑶物体受到了力的作用,也通过了距离.但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直.
功的计算公式:
功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上物体通过的路程乘积
W=Fs单位N·m国际通用:
焦耳J
功的原理
使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力,是否在省力的同时也能省距离呢?
结论:
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是多做的功,也就是使用任何机械都不省功。
【例1】用100N水平拉力,将质量为100kg的物体沿水平地面拉动10m,
(1)若物体作匀速运动,则拉力对物体做多少功?
重力对物体做多少功?
物体受到的阻力是多少?
(2)若地面光滑,则拉力对物体做多少功?
重力对物体做多少功?
物体还作匀速运动?
【巩固练习】
1.对功的理解,下列说法中正确的是()
A.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
B.物体通过的路程越长,作用力做功越多
C.有力作用在物体上,并且物体移动了一段距离,则力一定对物体做了功
D.物体在力的作用下,并沿方的方向移动了距离,则力做了功
2.某同学不小心扭伤了脚,你背他去医务室检查,在下列过程中你对他做了功的过程是()
A.把他由地上背到你身上时
B.背着他站着不动时
C.背着他在水平路面上行走时
知识点睛
D.背到医务室门前拐弯时
3、功率的物理涵义
功率是表示物体做功快慢的物理量
功率是指单位时间做功的多少。
它是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定的
4、功率的计算公式:
P=W/t
由此可知,相同的时间做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大。
推导变形公式为:
P=w/t=FS/t=F·V
W=Ptt=w/p
单位换算:
1W=1J/s1KW=1000w1MW=106W
物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率P一定时,力F与速度V成反比。
当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【例2】功率是描述什么的物理量?
什么叫功率?
它的计算公式是什么?
单位是什么?
【例3】
用图所示的滑轮组,水平拉动重为100N的物体以0.5m/s的速度在水平地面上匀速运动,若物体受到的摩擦力为60N,不计机械自重和摩擦,则拉力大小为N,10s拉力做的功为J,拉力的功率为w。
【巩固练习】如图所示,小明在跑步机上锻炼身体.设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min,跑动的总动力为40N.
求:
(1)他在这段时间相当于跑了多少路程?
(2)他在这段时间做了多少功?
(3)他做功的功率是多少?
5、机械效率
有用功:
必须要做的功(有利用价值的功)。
额外功:
不必需单不得不做的功(无利用价值而又不得不做的功)。
有用功W有在总功W总里所占百分比叫机械效率,机械效率用ŋ表示。
ŋ=W有/W总×100%
因为W总=W有用+W额外,所以
W有用<W总,即有用功总是小于总功,机械效率总小于1。
机械效率由有用功和总功两个因素决定的,要正确区分出有用功和总功。
[例四]:
用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G,如图所示。
已知物重G=600N,拉力F=250N,求重物升高0.5m时,拉力所做的有用功、额外功及机械效率。
若不计绳重和摩擦力,求动滑轮的重。
【巩固练习】
1、用定滑轮提升重为200N的物体,所用拉力为220N,当物体升高到2m时,求定滑轮的机械效率。
2、如图所示,用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m,所用的拉力为125N,则动滑轮所做的有用功W有用=________J,它的机械效率η=__________。
若不计摩擦,被提升的物重增加时,滑轮组的机械效率将_______________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
知识点睛
6、机械能
[思考]:
什么是能?
它的单位是什么?
在物理学中,一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量。
能是反映物体做功本领的物理量,一个物体能够对外做功越多,它的能量就越大。
它的单位是焦耳。
动能:
物体运动而具有的能,叫做动能。
如运动的汽车具有动能,我国前不久发射的神州舟六号飞船在升空的过程中也具有动能。
物体的动能跟它的速度、质量有关。
重力势能:
被举高的物体所具有的能,物体重力势能的大小跟物体的质量、物体被举高的高度有关。
弹性势能:
发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能。
物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
机械能的互相转化和守恒
重力势能和弹性势能统称为势能。
动能和势能统称为机械能。
物体具有动能和势能是可以相互转化的。
转化过程中能的总量保持不变。
【巩固练习】
1、物体由于运动而具有的能量叫;由于而具有的能量叫重力势能;由于发生而具有的能量叫弹性势能。
2、从斜面上滚下来的能将水平面上的木块撞击一定的距离,我们说滚动着的小球具有动能,同样的小球,从斜面的更高处滚下,在水平面上的速度,将木块撞得,则小球的动能。
所以说小球的速度,则动能越大。
从同一高度滚下的质量不同的小球,刚滚到水平面时,所具有的速度(填“相同”或“不同”),但质量大的小球将木块撞击得更(填“近”或“远”)。
由此可见,以相同速度运动的物体,质量越大,动能。
3、玩具弹弓能将塑料子弹射出去,被拉伸的橡皮筋具有。
橡皮筋被拉伸得越长,发生的形变越大,子弹被射得越远,说明弹性势能与物体的的大小有关,越大,弹性势能越大。
4、关于重力势能,下列说确的是()
A、大铁锤的重力势能一定比小铁球的重力势能大
B、大铁锤的重力势能可能比小铁球的重力势能小
C、大铁锤的重力势能不可能为O
D、小铁球的质量如果较小,它就不具有的重力势能
5、一架竖直匀速上升的直升飞机,它的()
A、动能增加,重力势能不变
B、动能不变,重力势能增加
C、能和重力势能都增加
D、动能不变,机械能也不变
【例1】在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m(图1),推箱子的小朋友做了多少功?
如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?
【例2】某人用100N顿的水平拉力,将500N顿的物体在水平地面上匀速移动8m,拉力做了多少功?
若他用100N顿的力竖直向上提此重物,他对物体做多少功?
【例3】重2540N的货物。
如图2所示,滑轮组把它提升1.7m。
若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则:
(1)绳端拉力F是多少N?
(2)绳端移动的距离是多少m?
(3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,须在绳端施力800N,滑轮组的机械效率是多少?
图2
【例4】下面的物体中,只具有动能的是______;只有势能的是______;既具有动能、又具有势能的是[]。
A.停在地面上的汽车。
B.在空中飞行的飞机。
C.被起重机吊在空中静止的货物。
D.弹簧。
E.在水平铁轨上正行驶的火车。
【例5】下列物体各具有什么形式的机械能?
(1)高速升空的火箭;
(2)被拉长的弹弓橡皮条;
(3)被水电站拦河坝拦住的上游水;
(4)竖直到达最高点的上抛小球。
【例6】判断下列几种情况下,物体的动能、势能是否变化?
是增加还是减少?
(1)货物在钢丝绳的牵引下上升,但速度在减小;
(2)电梯上升得越来越快;
(3)汽车在平直公路上匀速前进;
(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直。
【例7】一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是[]
A.势能→动能→势能。
B.动能→势能→势能。
C.动能→势能→动能→势能→动能。
D.势能→动能→势能→动能→势能。
填空题
8.人用水桶从井中提水的时候,对水所做的功是 功,对桶和绳所做的功是 功.
9.起重机将3000N的物体在1min匀速升高20m,在这段时间起重机做的功为6×104J,起重机的功率为 W。
10.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,两个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。
11.重500N的物体,在100N的水平拉力作用下,沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s.在这个过程中,重力所做的功
是 J,拉力做功的功率是 w.
12.(如图2所示,已知物重等于G,请你补充一个物理理,用物得G和补充的物理量求出动滑轮的机械效率(绳重和摩擦忽略不计)补充的物理量名称和符号:
机机械效率= .
13.用图3所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升h.绳子移动的距离为
;所做的有用功为 ;假设所用的拉力为F,则该滑轮组的机械效率为 .
图2图3
14.用如图5所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动,物体受到的摩擦力为120N,绳子末端的水平拉力为50N,则滑轮组的机械效率为 ;若物体运动的速度为0.2m/s,则10s拉力做的功是 J.
图5
15.一台液压起重机在10s把一辆重为15000N的汽车举高了2m,起重机对汽车做了
焦的功,功率是 W。
16.下列物体中:
A.挂在屋顶上的电灯;B.被拉开的弹簧门;C.空中飞行的小鸟;D.在冰场上滑行的运动员;E.从斜坡上滚下的石头;F.在平直公路上行驶的汽车;只具有动跳的是 .只具有势能的是 .既具有动能,又具有势能的是 .
17.运动员在撑杆跳高时,经历了助跑——起跳——越杆——落下等过程.图12是起跳的情景,此时运动员的 能转化为 能.
18.在运载火箭的推动下,“神舟五号”载人飞船飞离地面的过程中,速度越来越大,在此过程中,航天英雄利伟所具有的动能 ,具有的机械能 。
(选填“变大”、“变小”、“保持不变”)
19.自行车下坡时,不瞪脚踏板速度也会越来越大,在此过程中,自行车的动能逐渐 ,自行车的重力势能逐渐
。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
20.如图13所示,跳伞运动员在“中华第一高楼”——金茂大厦进行跳伞。
运动员从345m的高度跳下,在下落过程中运动员的重力势能 (选填“增大”、“不变”或“减小”),若以 为参照物,运动员是静止的。
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