第十一章《功和机械能》导学案.docx
《第十一章《功和机械能》导学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章《功和机械能》导学案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第十一章《功和机械能》导学案
第十一章功和机械能
第1节功
【学习目标】
1.知道做功的两个必要因素。
2.通过交流讨论，结合实例判断力是否对物体做功。
3.理解功的定义、计算公式和单位，并会运用功的公式进行简单计算。
【自学指导】
学点1：
力学中的功
1.如果一个作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段，就说这个力对物体做了。
2.力学里所说的做功，包含两个必要因素：
一个是；另一个是。
学点2：
功的计算
3.力学中，功等于与物体在上移动的的乘积，用公式表示为。
4.在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛·米，它有一个专门的名称叫做，简称，符号是。
（把两个鸡蛋举高1m做的功大约1J）
【能力提升】
团结协作攻克难点：
判断一个力是否对物体做了功，功的两个必要因素必须同时满足：
一是必须有作用在物体上；二是物体必须在移动了距离。
二者缺一不可，否则就没有做功。
1.力没有对物体做功的三种情况：
（1）求实趣味运动会上，王老师点球射门，足球离开脚后飞出15米，足球飞出15米远的过程中，人没有对足球做功。
这是因为：
物体没有受到力的作用，因具有而移动了一段距离，所以没有力对物体做功。
（即：
有距离无力，物体靠惯性运动）
（2）小琪想把一个箱子移动位置，用力搬没搬起来用力推又没推动，这个过程中他没有对箱子做功。
这是因为：
物体虽然受到力的作用，但移动距离（填“有”或“没有”），所以力没有对物体做功。
（即：
有力无距离）
（3）小斌提着一桶水沿水平方向移动了10米，小斌没有对物体做功。
这是因为物体虽受到力的作用，且发生了移动，但提力的方向向上，而物体是沿水平方向移动，物体在提力的方向上未移动距离，提力对物体做功（填“有”或“没有”）。
（即：
力的方向与物体移动方向垂直）
合作探究占领重点：
2.符号的意义及单位:
F---------力-------牛顿（N）
s---------距离------米（m）
W--------功--------焦耳（J）且1J=1N·m
你能说出1J的物理含义吗？
3.阅读课本63、64页，理解做功大小的影响因素,并由功的计算公式推导出变形公式：
W=,F=,S=
4.在水平地面上，嘉豪用50N的力拉着重为100N的小车，沿水平方向匀速前进5m，拉力做的功等于J，重力做的功等于J。
【达标测试】
1.
一个物体的质量是5kg，用10N的水平拉力在地面上前进了10m，则拉力做的功是_____J，若把物体匀速向上提起10m，则需要的拉力是_______N，拉力所做的功又是_________J。
2.（）下图所示的过程中，人对物体做功的是
3.（）☆起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度吊到10m高的三层楼后，又将楼板水平移动了3m，在整个过程中，起重机对楼板做的功是
A．6×103JB．9×103JC．3×104JD．3.9×104J
4.（）小畅用相同的力，沿水平方向分别拉物重不同的两辆车，使它们前进相同的距离，则
A．拉重车做的功多B．拉轻车做的功多
C．拉两辆车做的功一样多D．条件不足，无法判断
5.质量为100kg的物体，在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m，物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍，求拉力F做的功。
（g=10N/kg）
功作业
1．在下列各种情况中，所做的功分别为：
（1）小洁用向前的力200N推质量为80kg的小车，没有推动，手对小车做的功为_____J。
（2）小玉手托一个重为25N的铅球，水平移动了3m，手对铅球做的功为______J。
（3）一只质量为0.4kg的苹果，从高为2m的树上落下，重力做功为______J。
2．小冬扛着重400N的箱子。
他的肩对箱子的作用力大小是N，方向是的。
如果他沿水平地面走5m，他对箱子做的功为J；如果他沿楼梯走到5m高的楼上，他对箱子做的功为J。
3．小陶用100N的水平推力，使重500N的物体沿水平面移动20m。
这个过程中重力对物体做的功为J，水平面对物体的支持力做的功为J，推力对物体做的功为J。
4．举重运动员在2s的时间内，用1200N的力把杠铃匀速举高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。
5．☆求实中学九年级正在进行投掷实心球的体育训练。
小帅同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高至2米高处，然后用力抛出，球离手后被投出11m，超出满分线。
在举高过程中小帅同学克服实心球的重力做功J，球离手后被投出11m的过程中，小帅同学对实心球做的功为J（g取10N／kg）。
6．2013年1月26日下午14:
00许，我国首款自主战略重型运输机"运-20"在跑道上加速后，一跃而起，起飞成功。
“运-20”代号“鲲鹏”，可运输我国陆军全部种类装甲车辆。
以66吨的最高载重量，跻身全球十大运力最强运输机之列。
如果“运-20”以最高载重量升高1000m，发动机至少做功J。
7．☆2011年5月15日，在国际田联钻石联赛上海站男子110m栏比赛中，刘翔首次采用七步上栏技术，并以13.07s获得冠军，创造了该项目当年世界最好成绩！
（1）在这次比赛中，刘翔跑完110m的平均速度是m/s；（保留两位小数）
（2）若体重为87kg的刘翔在跨栏时重心上升了0.32m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功J。
（g取10N/kg）
8．（）☆如图三种情况中物体所受的拉力都是F，甲图中物体上升5m，乙图中物体沿斜面向上移动5m，丙图中物体水平移动5m。
比较拉力F做的功，结论正确的是
A．甲图做功最多
B．乙图做功最多
C．丙图做功最多
D．做功一样多
9．
（）☆在相同的水平推力作用下，使较重的A物体沿光滑的平面移动，较轻的B物体沿粗糙的平面移动，若移动相同的距离，则下列说法中正确的是
A．推力对A物体做的功多
B．推力对B物体做的功多
C．推力对A物体和B物体做的功一样多
D．条件不足，无法比较推力对它们做功的多少
10．（）小昕用力把一个重10N的冰块水平推出，冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。
则冰块在滑行过程中
A．人对冰块做了400J的功B．重力对冰块做了400J的功
C．人和重力都没有对冰块做功D．以上说法都不对
11．（ ）小纯同学把掉在地上的物理课本捡起来，放回到桌面，根据你平时对物理课本的重力和桌面高度的观察，估算小纯同学捡回课本时，手克服课本的重力所做的功约为
A．0.015JB．0.15JC．1.5JD．15J
12．（ ）小淞在班级打扫卫生时，想将讲桌移动一下位置，他用了30N的力去推讲桌，结果没有推动。
下列关于这一过程中的描述正确的是
A．小淞对讲桌的推力小于讲桌与地面间的摩擦力，同时他没有对讲桌做功
B．小淞对讲桌的推力等于讲桌与地面间的摩擦力，同时他没有对讲桌做功
C．小淞对讲桌的推力小于讲桌与地面间的摩擦力，但是他仍对讲桌做了功
D．小淞对讲桌的推力大于讲桌与地面间的摩擦力，同时他没有对讲桌做功
13．我市中心地标式建筑“鼓楼”复建工程正在进行中，施工人员用挖掘机开挖地基，挖掘机每次可将0.8m3体积的泥土匀速举高3m，再水平匀速移动5m倒人卡车车厢，此过程中挖掘机对泥土做了多少功？
（泥土密度为1.5×103kg/m3，g取l0N/kg）
14．2013年3月25日晚9时35分井冈山号机动编队，在复杂敏感的南海某海域进行直-8夜间行进中着舰训练。
如图所示，58号机驾驶员新飞行员闫宇操纵重力为9×l04N的直升飞机，在20s内竖直下降10m，最后停在井冈山舰的飞行甲板上。
求：
（1）飞机竖直下降20s内的平均速度。
（2）飞机竖直下降20s内重力做的功。
第2节功率
【学习目标】
1.理解功率的概念，知道功率的单位。
2.学会运用功率的基本公式进行简单计算。
3.联系生活实际了解功率的物理意义以及在实际生活中的应用。
【自学指导】
学点1：
比较做功快慢的方法
1．阅读课本65页几段内容，知道物体做功有快慢之分，结合运动快慢的比较方法填写下列空白：
建筑工地上要把砖送到楼顶，无论是工人搬运，还是用起重机搬运，都是克服重力对砖块做功，那么运送砖块所做的功，我们可以用公式来计算。
运送同样多的砖块，起重机和工人所做的功（填“相同”或“不同”），但是工人所用的时间较__（填“长”或“短”），所以工人做功较___（填“快”或“慢”）。
做相同的功，所用时间短的物体做功较____，所用时间长的物体做功较_____。
（填“快”或“慢”）做功时间相同，所做的功多的物体做功较___，所做的功少的物体做
功较____。
（填“快”或“慢”）由此可见物体做功有快慢之分，这跟物体的运动也
有快慢之分是一样的。
你是否还记得：
当路程和时间都不相同时，怎样比较运动的快慢的呢？
交流一下能否用同样的方法比较做功快慢。
。
学点2：
功率的概念及公式
2．阅读课本65、66页几段内容,了解功率的概念、计算公式、及生活中一些常见物体的功率。
功率是表示______________的物理量，______________________叫做功率。
功率的计算公式是：
______。
功率越大表示做功越，功率越小表示做功越。
学以致用：
班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大。
为此，在活动中必须测量的物理量有：
_________，_________，_________。
【能力提升】
合作探究占领重点：
1.功率的单位：
功率的计算公式：
P=W/t
其中：
W表示，单位是，符号是______；
t表示，单位是，符号是______；
P表示，根据公式写出的功率的单位是，符号是______；
国际单位制中功率的专用单位是，简称_____，符号是____，工程技术上还常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW=________W。
某物体的功率是1000W，它表示的物理意义是_____________________________。
根据上节对功的单位1J的认识，你知道1W有多大吗？
。
补充：
生活中，常用“马力”来表示汽车的发动机的大小。
“马力”也是功率的单位。
1马力=735W，这个单位我们在物理上一般不用，只是在日常生活中使用。
团结协作攻克难点：
2.功率的公式：
计算功率的公式是P=_______，由此公式变形可得W=_______；t=。
公式中只有当功的单位是______，时间的单位是_____时，功率的单位才是瓦特。
因此要注意单位的统一。
当物体在力F的作用下，以速度V做匀速直线运动时，由W=FS，V=S/t可得P=W/t=FS/t=FV。
由此可知当机器的功率一定时，减小速度可以牵引力。
你能用这个知识解释生活中汽车爬坡时，为什么要换低速挡同时加大油门吗？
。
3.一位父亲与他7岁的儿子一起上楼回家，对此下列说法错误的是
A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少
B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多
C．爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
D．爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大
4.学习课本上的例题，学会写文字说明和步骤。
（注意计算时单位要统一）
【达标测试】
1.（）下列都是功率的单位的是
A．W、 J/sB．KW、PaC．W、N/m D．N/m2、N·m
2.（）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．机械做功时间越短，它的功率一定大
C．机械做功越快，它的功率就越大
D．机械做相同的功，用的时间越长，它的功率越大
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
A．2400WB．1200WC．20WD．50W
4.（）10kw的机器正常工作时，每分钟做的功是
A．10JB．2.4×107JC．6×105JD．104J
5.（）一台机器的功率是750W，它表示的意义是
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，功率比为2:
3，工作时间比为1:
3，它们所做的功之比为
A．2:
9B．2:
1C．3:
2D．3:
1
7.☆“歼-20”是我国自行研发的新型战机，当发动机以1.2×l05N的推力，使其以二倍声速（声速为340m/s）飞行时，10s飞行的距离________m，发动机推力的功率是_______W。
8.开封古城墙修复建筑工地上，一块水泥板质量是1t，起重机在20s内匀速把它提升到5m的高度，起重机提升重物的功率是多少W?
合多少KW?
（g=10N/kg）
功率作业
1.一辆开封产的“奇瑞”轿车，在高速公路上以30m／s的的速度匀速行驶，受到的阻力是2000N，这辆汽车1min做的功是_________J，发动机的功率是________W。
2.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。
3.☆正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，那么在一天时间内心脏做功J，这些功可以把一个质量为600N的人匀速举高m。
4.求实中学举行跳绳比赛，小晴同学1min跳了180次，若她的质量为40㎏，每次跳起的高度为5㎝，她跳一次做的功是J，跳绳时的功率是W（取g=10N/㎏）。
5.（）小强同学家住求实小区3号楼五楼。
放学后，他从一楼上到五楼共用了20s。
若小强及书包总重为480N，每层楼的高度为3m，则他上楼的功率是
A．288WB．360WC．2880WD．3600W
6.（）下列实例中，力做了功的是
A．起重机吊着楼板从一楼运送到三楼 B．静止的小车在拉力作用下向前运动
C．用力搬石头但没有搬起 D．用力提着一桶水在水平路面上前进
E．冰雹在重力作用下向下落 F．冰块在光滑的水平面上滑动
G．举重运动员举着杠铃不动 H．人用力把铅球推出去
7.
（）图示瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。
在4.5s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。
质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为
A．4×102W B．4×103W C．1.8×104W D．1.8×105W
8.（）☆有甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相同时间内匀速通过距离之比S甲：
S乙=2：
1，那么
A．两辆汽车牵引力之比F甲:
F乙＝1:
2B．两辆汽车牵引力之比F甲:
F乙＝2:
1
C．两辆汽车做的功之比W甲:
W乙＝1:
2D．两辆汽车做的功之比W甲:
W乙＝2:
1
9.（）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
10.（）甲、乙二人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他
们二人
A．做的功相同，但甲的功率较大B．做的功相同，功率也相同
C．甲做的功较多，但功率相同D．甲做的功率多，功率也较大
11.（）三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶，甲沿上坡路，乙沿水平路，丙沿下坡路，都行驶相同的时间，下列说法中正确的是
A．甲车的功率最大 B．乙车的功率最大
C．丙车的功率最大D．三辆车的功率一样大
12.求实中学东校区新宿舍楼建筑工地上，水泥板质量为0.7t，起重机在14s内匀速把它提升到4m的高度，起重机提升重物的功率是多少?
（g=10N/kg）
13.
如图所示，小松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）他在这段时间内相当于跑了多少路程?
（2）他在这段时间内做了多少功?
（3）他做功的功率是多少?
第3节动能和势能
【学习目标】
1.了解什么是能量以及能量的单位。
2.知道什么是动能及动能与什么因素有关。
3.知道什么是重力势能、弹性势能及重力势能与什么因素有关。
4.学会利用动能、势能的知识解释生活中的现象。
【自学指导】
学点1：
能量以及能量的单位
阅读课本67页第1、2自然段，思考能量、动能的概念，完成下列问题。
1.
（1）物体表示这个物体具有能量。
（2）能量与功的单位相同，都是。
学点2：
动能及动能的影响因素
阅读课本67、68页探究实验：
探究物体的动能跟哪些因素有关，完成课本填空及下列问题。
2.
（1）物体由于而具有的能叫动能。
（2）钢球A从斜面上滚下来把木块B推动了一段距离，对木块B做了功，木块
被推得越远，说明A的动能越。
（3）质量相同的物体，越大，它的动能越大；运动的速度相同的物体，越大，它的动能越大。
学点3：
重力势能、弹性势能及影响因素
阅读课本69页，理解重力势能、弹性势能的概念；重力势能大小和什么因素有关。
3.
（1）物体由于而决定的能叫重力势能。
例如：
缆车把滑雪运动员
送到山顶，给他的身体存储了能量。
（2）物体由于发生而具有的能叫弹性势能。
例如：
球拍将网球击扁网球发生了弹性形变，使网球存储了能量。
运动员将弓拉弯，弓发了弹性形变，使弓存储了能量。
（3）和是常见的两种势能。
（4）重为1N的物体被举高1m所具有的能量就是。
【能力提升】
合作探究占领重点：
1.探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，让同一个钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，是为了使钢球在水平面上开始运动时具有不同的，动能的大小与物体的高度。
2.合作探究课本68页“想想议议”中的问题。
3.阅读课本69页“小资料”思考：
物体的质量和速度都能影响物体的动能。
质量与速度相比哪个动能的影响更大？
举例说明。
4.
合作小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验方案：
三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如图1甲所示。
取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示。
（1）在此实验中，我们可以通过观察
_______________来比较铁块重力势能的大小。
（2）若hA=hB>hC,mA比较B、C情况，说明________________________。
（3）实验得出的结论是：
重力势能的大小跟物体的____和_______有关。
（4）探究物体的动能、重力势能的影响因素的实验采用了几种物理研究方法？
分别是什么法？
前面的学习中哪些实验也用到了同样的方法，分别举例说明。
物理方法：
，举例：
物理方法：
，举例：
【达标测试】
1.请你判断下列物体各具有哪种形式的能量？
（1）在水平地面上滚动的铅球；
（2）悬挂在天花板上的吊灯；
（3）在空中飞行的“运-20”飞机；（4）玩具车内被卷紧的发条；
（5）被拉长的橡皮条；（6）正在爬坡的汽车。
2.鹰和燕子在同样的高度飞行，的重力势能大，如果它们的动能相等飞得更快。
3.一架执行人工降雨任务的飞机沿水平方向匀速飞行，并不断向下洒“液氮”，在此过程中，飞机的动能，重力势能。
4.（）—物体沿斜面匀速下滑，物体的
A．动能增加,重力势能减小B.动能、重力势能都减小
C.动能不变,重力势能减小D.动能,重力势能都增加
5.5月29日晚，从沈阳开往上海的195次旅客列车经过上海铁路分局管辖的沪宁线1.3K区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工***的鼻梁上，当场将其击昏。
用物理知识解释：
为什么小小的馒头能把人砸伤？
动能和势能作业
1.动能是指物体由于而具有的能，其大小与物体的和有关.
2.势能包括势能和势能两种。
物体由于高度所决定的能叫做势能，它与物体的和有关；物体由于发生而具有的能叫做弹性势能。
3.我们常用的能量单位是，用字母来表示。
4.神州8号飞船完成与天宫一号对接任务后返回。
在距离地面1m时，返回舱的4台发动机开始向下喷气，由于物体间力的作用是___________的，舱体受到向上的阻力增大，因此再次减速下降，（如左下图）在这个过程中返回舱的动能_______，重力势能__________。
5.下列物体各具有什么形式的能量？
（1）高速升空的火箭
（2）被拉弯的钢板尺
（3）被水电站拦河坝拦住的上游的水（4）奔流的河水
（5）高速飞行的子弹（6）空中下落的皮球
6.☆如右上图所示，在书柜上放有四个体积相同、形状完全一样的金属盒甲、乙、丙、丁，其中甲和乙为铅制的，丙和丁为铝制的.则甲和乙相比，的势能大；丙和乙相比，的势能大.四个金属盒中，势能最小的是。
7.
小慧猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系。
甲、乙两组实验中：
（1）甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使两球到达水平面时，具有相同的。
（2）图甲探究的是动能与的关系，得出的结论是：
（3）图乙探究的是动能与的关系，得出的结论是：
8.（）下列说法中正确的是
A．用同样的速度抛出去的铅球和乒乓球具有相等的动能
B．重力势能相等的物体一定在同一高度上
C．两辆相同的汽车，行驶在同一条公路上，它们具有相等的动能
D．同一物体的弹性形变越大时，它所具有的弹性势能也越大
9.（）小孩从滑梯上匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是
A．重力势能减少，动能增加B．重力势能增加，动能减少
C．重力势能增加，动能不变D．重力势能减少，动能不变
10.（）关于能量的大小，下列说法中错误的是
A．运动速度越大的物体，动能也越大
B．质量大的物体，动能不一定大
C．质量大的物体，重力势能不一定大
D．质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大
11.（）骑自行车上坡前，一般要加紧蹬几下，这是为了
A．增大惯性B．增大动能C．增大势能D．增大冲力
12.（）☆一位司机驾驶大货车在某路段行驶，由于超速被警察拦住，警察对司机说：
“先生，刚才你的车速为70km／h，超速了。
”这位司机不满地说：
“为什么小车的限速为80km／h，而大车的限速却为60km／h，不合理!
”如果从物理学角度向司机解释，这是由于
A．物体的惯性跟速度和质量有关B．摩擦力的大小跟速度和质量有关
C．物体的动能跟速度和质量有关
D．压强的大小跟速度和质量有关
13.（）质量相等的甲、乙两辆小车，在同一水平地面上做匀速直线运动，它们的s-t图像如右图所示。
分析图像可判断
A．乙车的动能
升级会员 