沪粤版物理九年级上册导学案 全书完整版.docx
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沪粤版物理九年级上册导学案全书完整版
（沪粤版）九年级物理上册（全册）导学案汇总
第十一章 机械功与机械能
11.1 怎样才叫“做功”
1.阐述功的含义,说出做功的两个必要因素.
2.叙述功的原理.
3.重点:
概述功的计算公式W=F·s,并用公式进行简单计算.
4.学习从物理现象中归纳物理规律的方法,培养乐于探索自然现象和物理规律的品质.
一、怎样才叫“做功”
1.物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在 力的方向 上通过 一段距离 ,那么这个力就对物体做了机械功,简称做了 功 .
二、力对物体做了功吗
2.观察课本活动2中的实例,分析总结一下力学中做功有哪些共同特点?
做功的两个必要因素是 作用在物体上的力 和 物体在这个力的方向上移动的距离 .
3.在如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是（ B ）
三、怎样测算功
4.在力学中,把 力与在力的方向上移动的距离的乘积 叫做功.
5.力学中的“功”的公式是 W=Fs .
6.“功”的单位是 焦耳（J） ;1焦耳的物理意义是 物体在1N的力的作用下沿这个力的方向移动了1m .
7.一质量为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.
解:
W=Fs
F===750N
因为物体在重力方向上没有移动距离,故重力做功为零.
四、机械功原理
8.研究表明:
人们使用机械工作时,省力必然 费距离 ;省距离则一定 费力 ;即省力又省距离的机械是 不存在的 .也就是说,使用任何机械能都 不能省功 .这个结论叫做 机械功原理 ,在历史上被誉为“机械的黄金定律”.
1.讨论交流下列几个例子是否有做功的情况存在.
（1）你把书包举高的过程中是否对书包做功?
（2）把书包举在高处停留不动是否做功?
（3）张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离,张明对书包做功了吗?
（4）李强同学在练习篮球投篮,篮球在空中飞行的那段距离,手对篮球做功了吗?
（5）小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上受什么力的作用?
该力是否做功?
在水平方向上是否受力?
是否做功?
通过以上几个实例可知有三种情况不做功:
a. 有力无距离不做功（s=0）,即劳而无功 ;
b. 没有力不做功（冰球在光滑的冰面上滑动）（F=0）,即不劳无功 ;
c. 力和物体运动方向垂直时力不做功（s=0）,即劳而无功 .
2.分小组讨论以下两个题目.
（1）一个重1000N的车,在100N的水平推力作用下前进50m.当推力撤掉后,车由于惯性又继续前进了5m.求:
推力做的功.
解:
W=Fs=100N×50m=5000J.
（2）某足球运动员在水平方向用25N的力,将重为10N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上滚了30m才停下来.在球滚动过程中,脚对球所做的功为（ D ）
A.750J B.300J C.450J D.0J
写出你的判断理由:
当球在滚动过程中,脚不再对球施加力的作用,因此不再做功 .
归纳总结利用功的计算公式进行计算时应注意哪些问题?
答案 ①在使用公式求功之前,要明确哪个力做功.
②要搞清力的大小和物体在力的方向上通过的距离.
③要注意单位的统一.
3.如图所示,在整修寺庙过程中,甲和尚将一块重400N的石头提到2m高的庙墙上,乙和尚把重110N的瓦片提到6m高的房檐上.请帮助老和尚比较甲、乙两个和尚的贡献大小. 甲 （选填“甲”或“乙”）和尚的贡献大,判断的依据是 甲做功更多 .
4.图示为一园林工人用割草机进行割草的示意图,园林工人用50N的推力推动重为100N的割草机沿水平方向匀速割草40m,割完草后,他将割草机提起水平走了10m,随后又提着割草机上了8m高的三楼放下,则他对割草机做了多少功?
解:
园林工人推动割草机水平匀速割草40m所做的功:
W1=Fs=50N×40m=2000J.园林工人提着割草机水平走了10m,此过程不做功,W2=0.园林工人提着割草机上8m高的三楼时所做的功:
W3=Fh=Gh=100N×8m=800J,故园林工人对割草机共做功W=W1+W2+W3=2000J+0+800J=2800J.
5.你是如何理解功的原理的?
答案 在理想情况下,使用任何机械所做的功都等于直接用手所做的功;在实际情况下,由于机械间的摩擦及机械本身的重力等因素的影响,使得用任何机械所做的功都大于直接用手所做的功.
11.2 怎样比较做功的快慢
1.复述比较做功快慢的方法.
2.通过功率定义的学习,掌握类比法和比值定义法.
3.重点:
复述功率的定义、单位,叙述功率的物理意义,应用功率公式P=进行简单计算.
4.通过对功率公式的应用,提高分析和解决实际问题的能力.
一、比较做功的快慢
1.比较物体做功快慢的方法:
不同的物体做相同的功,所用的时间越 短 ,做功越快;不同的物体做功的时间相同,做功越 多 的物体,做功越快.
二、认识功率
2.填一填:
（1）功率的物理意义:
描述物体做功 快慢 的物理量.
（2）功率的定义:
单位时间内所做的功 叫功率.
（3）功率的公式:
P= .
（4）功率的单位:
①国际单位:
瓦特（W） .1W的意义是 1s内所做的功为1J .
②常用单位:
1kW= 103 W.
3.四个同学在石峰公园进行登山比赛.如果规定功率最大者获胜,那么胜出者一定是（D）
A.体重最大的一个 B.时间最短的一个
C.速度最大的一个D.做功最快的一个
4.甲机器做功时的功率是5000W,它的物理意义是这台机器 每秒做功5000焦耳 ;乙机器做功时的功率是20000W,它的物理意义是这台机器 每秒做功20000焦耳 ;这两台机器中 乙 机器做功更快.
5.人平时骑自行车的功率约为60~80 W ;柴油机的功率为8.82 kW ;汽车起重机的功率可达320 kW .
6.用速度的知识迁移出功率的定义、计算和单位,这种方法叫迁移法.像这种定义速度和功率等物理量的方法叫做 比值定义法 .
7.举重运动员在3s内把1000N的杠铃举高了1.8m,他对杠铃做了 1800 J的功,他的功率是 600 W.
8.根据例题的解题过程,尝试解答以下问题.
叉车将质量为200kg的货物在10s时间内匀速提高2m（g取10N/kg）.
求:
（1）货物的重力;
（2）叉车对货物做功的功率.
解:
（1）G=mg=200kg×10N/kg=2000N
（2）W=Gh=2000N×2m=4000J
P===400W.
1.推导功率的另外一个公式:
P=== Fv .
交流与讨论:
一辆小轿车以10m/s的速度匀速通过一条隧道,若该小轿车发动机的牵引力为6000N,则:
（1）小轿车发动机的功率为多少?
（2）5s内发动机所做的功为多少?
解:
（1）P=Fv=6000N×10m/s=6×104W
（2）W=Pt=6×104W×5s=3×105J.
2.设计估测人的功率的实验.
现代生活中健身已成为一种时尚,爬楼梯就是一种即方便又环保的健身方式,请同学们利用所学的知识设计一个实验方案测量爬楼时的功率.
（1）实验器材:
电子秤、 刻度尺 、 秒表 .
（2）实验步骤:
①用电子秤测出小明的质量m;
② 用刻度尺测出一级楼梯的高度h0,数出楼梯的级数n,计算出爬楼梯的高度h=nh0 ;
③ 用秒表测出爬楼梯所需的时间t .
（3）写出根据测量数据计算爬楼功率的表达式P= .
（4）小明先用较慢的速度爬楼梯,测得功率为P1,然后用较快的速度爬楼梯,测得功率为P2,则P1 < （选填“>”、“<”或“=”）P2.
（5）生活中哪些体育运动还能用类似的方法测量出人的功率?
答案 爬杆、跳绳、攀岩、引体向上等.
3.在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大.以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是（D）
①用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小
②都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率的大小
③爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较
A.只有① B.①② C.①③ D.①②③
4.一列质量为1×103t的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是9×103N.则:
（1）火车的牵引力多大?
（2）火车行驶1min时间内,重力做了多少功?
机车牵引力做了多少功?
牵引力的功率多大?
解:
（1）牵引力与阻力是一对平衡力,故F=f=9×103N
（2）在重力的方向上火车没有移动距离,所以重力做功为0
v=180km/h=50m/s
W=Fs=9×103N×50m/s×60s=2.7×107J
P===4.5×105W.
第十二章复习课
1.复述内能的概念,改变物体内能的两种方法,比热容与热值的意义、热机效率、热机工作原理、能的转化等.
2.重点:
关于比热容、热值的简单计算.
3.经历复习过程,培养综合解决问题的能力和创新能力.
一、内能
1.物体的内能是物体内所有做无规则运动的分子的 动能 和 分子势能 的总和,内能和 质量 、 温度 有关,改变内能的方法有 做功和热传递 .
2.燃料燃烧的过程是 化学 能转化为 内 能的过程,太阳能是人类使用的最大量的一种能量,获得的主要途径是 热传递 .
3.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（A）
A.物体温度升高,内能一定增加 B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体放出热量,温度一定降低D.物体内能增加,一定吸收了热量
二、热值
4.热值的计算公式是 q= ,单位是 J/kg .
5.煤油的热值是4.6×107J/kg,它表示:
1kg的煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107J ,则10kg的煤油完全燃烧放出的热量是 4.6×108 J.
6.现代火箭利用液态氢作燃料是因为 氢的热值大 .
7.当瓶中的煤油倒去一半后,煤油的（D）
A.比热容不变,热值和密度都变为原来的一半
B.比热容、热值和密度都变为原来的一半
C.比热容、热值都变为原来的一半,密度不变
D.比热容、热值和密度都不变
三、比热容
8.比热容是指1kg的物体温度升高（或降低） 1℃ 所吸收（或放出）的热量,其公式是 c= ,它是物体的一种属性,与物体的质量 无关 .
9.甲、乙两物体质量、初温都相同,甲的比热容大于乙的比热容,当它们放出相同的热量后相互接触,接触以后内能的变化情况是（B）
A.甲的内能增加,乙的内能减少B.甲的内能减少,乙的内能增加
C.甲的内能不变,乙的内能减少D.甲、乙的内能都不变
10.在一个标准大气压下,不计热量损失,完全燃烧6kg热值为1.26×107J/kg的干木柴能使250kg30℃的水温度升高到（B）
A.120℃ B.100℃ C.90℃ D.无法确定
四、热机
11.热机是将 燃料的化学能 通过燃烧转化为内能,再通过做功将内能转化为 机械能 的装置.
12.汽油机工作过程中有 四 个冲程,分别是 吸气、压缩、做功、排气 冲程.
13.内燃机的四个冲程中,将机械能转化为内能的冲程是 压缩冲程 ,把内能转化为 机械能 的冲程是 做功 冲程.
1.小组讨论:
汽车的诞生改变了人类的生活方式.事实上,人类很早就在探寻着更好的代步工具,法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车.现在你看到的这幅漫画,据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图,试就该原理图回答下列问题:
（1）找出原理图中运用了哪些物理知识?
（至少说出三点）
答案 杠杆原理;力的作用是相互的;以滚动代替滑动.
（2）该原理图中涉及哪几种形式的能量?
请简述对应的能量转化过程.
答案 化学能、内能、机械能（动能）;通过燃烧燃料将化学能转化为内能;蒸气向后喷出,将内能转化为机械能.
（3）使汽车向前运动的力是怎样产生的?
这个力的施力物体是哪个?
答案 力的作用是相互的,向后喷出的蒸气反过来给汽车一个向前的推力;喷出的蒸气是施力物体.
2.小明和小芳探究了泡沫塑料与棉絮两种材料的保温性能的好坏,具体做法是:
用两只相同的密闭的烧瓶各盛80℃的热水2kg.瓶内各插入一只温度计,瓶外分别用大小、厚度都相同的泡沫塑料和棉絮包好,放在同一地点使其自然冷却,然后每隔一段相同时间观察温度计示数并记录水温于下表中:
时间t/min
0
10
20
30
40
……
140
150
160
包泡沫塑料的瓶内水温t1/℃
80
66
56
49
44
……
22
21
20
包棉絮的瓶内水温t2/℃
80
60
47
38
32
……
20
20
20
根据表中数据回答下列问题:
（1）他们做实验时的环境温度为 20 ℃,对比水温的变化情况可知 泡沫塑料 保温性能较好.
（2）经过160min后,两瓶中的热水一共向外界放出了多少热量?
[水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）]（要有计算过程）
解:
Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（80℃-20℃）=1.008×106J.
（3）从表中热水温度变化的快慢情况分析,瓶中热水放热时还有什么规律?
答案 温差越大,散热越快.（或开始散热快,后来散热慢）
3.（多选）如图所示,为了解白纸和黑纸的吸热性能,小明将质量都是1kg、初温相同的水分别倒入两个完全相同的瓶中,再用大小、形状和厚薄相同的白纸和黑纸将瓶包起来,然后将两个瓶子放在太阳光下.在30min内,小明每隔3min测一次水的温度,记录在下面的表格中.[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]根据小明的实验和记录可知（BD）
日照时间t/min
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
白纸瓶水温t1/℃
23
24
25
25
26
27
27
28
29
29
30
黑纸瓶水温t2/℃
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
A.白纸的吸热性能好于黑纸
B.黑纸的吸热性能好于白纸
C.30min内,白纸瓶中的水内能增加了1.26×105J
D.30min内,黑纸瓶中的水内能增加了4.62×104J
4.太阳能热水器内盛有40kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了25℃,求:
（1）水吸收的热量;
（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量?
[q焦炭=3×107J/kg,c水=4.2×103J/（kg·℃）]
解:
（1）Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×40kg×25℃=4.2×106J
（2）m===0.14kg.
第十二章 内能与热机
12.1 认识内能
1.说出内能的概念和改变内能的两种方法,说出影响内能的因素.
2.重点:
列举做功和热传递可以使物体内能增加和减少的一些事例.
3.通过感受探究的过程,激发主动学习的兴趣.
一、什么是内能
1.
（1）在水平面上高速运动的小汽车,它具有 动 能;校门口新搬来了一个臭豆腐的小摊,同学们远远地就能闻到臭豆腐的味道,这是由于分子在 永不停息地做无规则运动 ,所以运动的臭豆腐分子同样具有 动 能,臭豆腐经烧烤后,温度升高,分子无规则运动的 速度增大 ,分子的动能 增大 .
（2）如图所示,物体内部的分子始终在无规则地运动着,所以分子具有 动能 ;被举高的物体由于和地球之间存在着引力,所以被举高的物体具有 重力 势能,物体内部分子之间也存在着相互作用力,所以分子之间也存在着 势 能.物体内部所有分子做无规则运动的 动能 和 分子势能 的总和叫做物体的 内 能.
（3）动能和势能的单位都是 J ,内能的单位也是 J .
（4）如图所示,一切物体都具有 内能 .对于同一物体来说,温度越高,分子热运动越 剧烈 ;内能 越大 ,当物体温度降低时,内能会 减少 .
二、怎样改变物体的内能
2.许多事例表明, 做功 和 热传递 都可以改变物体的内能,这两种方式对于改变物体的内能是 等效的 .
3.同学们用力搓手,手有什么感觉?
这说明了什么?
答案 手感到热;说明克服摩擦力做功可以使手的温度升高,内能增大.
4.把冰块放在手心,有什么感觉?
手心的内能如何变化?
答案 手心感到凉,说明手心的温度降低,内能和温度有关,手心的内能减少.
5.通过热传递的方法可以改变内能,热传递有 热传导 、 热对流 和 热辐射 三种方式.
6.热传递的条件是 物体的温度不同 ;传递方向是从 高温物体 传递给 低温物体 . 传递内能的多少 是热量,它的单位是 J .一杯热咖啡冷却一段时间后,咖啡的内能 减小 ,这是通过 热传递 的方式改变咖啡的内能.
1.在分别盛有冷水和热水的两个玻璃杯中各滴入一滴墨水.
观察到的现象是 热水 杯中的墨水扩散得快.
实验说明:
温度越高,扩散过程越 快 ,热运动越 剧烈 .
结论:
物体的内能和 温度 有关,一个物体温度升高时,它的内能会 增加 ;一个物体温度降低时,它的内能会 减小 .
2.如图所示,回答下列问题:
（1）该实验的研究对象是什么?
答案 是空气,而不是棉花.
（2）为什么要放入蘸了乙醚的棉花?
答案 空气温度升高无法直接观察到,这是用转换法显示空气温度升高.
（3）实验现象是什么?
答案 棉花着火燃烧.
（4）实验说明了什么?
答案 对物体做功,可以增加物体的内能.
3.图示是探究改变物体内能的实验:
瓶子里装有一些水,用力打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能将 增加 ,原因是 压缩瓶内气体做功（或对物体做功） ,内能增加;继续打气,当瓶塞跳起时,观察现象,得出结论.
（1）出现什么现象?
答案 瓶塞被冲出,瓶内有白雾产生.
（2）瓶塞跳起说明了什么?
答案 说明瓶内气体对外做功.
（3）出现水雾是什么现象?
水雾说明了什么问题?
答案 液化.水蒸气液化放热,表明瓶内气体的内能减少了.
4.如何使一根铁丝烫手?
（1）用手来回地弯折铁丝.原理:
做功可以改变物体的内能 .
（2）在酒精灯上烧.原理:
热传递可以改变物体的内能 .
归纳:
改变内能的方法有 做功和热传递 ,它们在改变物体的内能上是等效的.
12.2 热量与热值
1.复述热量的概念,查阅热值表.
2.重点:
说出燃料的热值的概念并会进行简单计算.
3.通过“探究物体吸收或放出热量”的实验,培养团队协调合作及动手能力.
一、什么叫做热量
1.在物理学中,把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做 热量 ,物体吸收热量,内能 增加 ,放出热量,内能 减小 .
2.热量通常用符号 Q 表示,在国际单位制中,热量的单位与 内能 的单位相同,都是 焦（J） .
二、探究物体吸收或放出的热量
3.对于同一种物质水而言,水吸收或放出的热量跟 水的质量 和 温度变化 有关.
4.本实验的主要器材有铁架台、 酒精灯 、 温度计 、量筒、烧杯、石棉网和手表.其中量筒的作用是 可以控制水的多少 ,手表的作用是 可以根据加热时间的长短来粗略判定水吸收热量的多少 .
三、燃料的热值
5.实验表明,质量相等的不同燃料,在完全燃烧时所放出的热量是 不相等 的.在物理学中,把某种燃料 完全燃烧时 所放出的 热量 与燃料 质量 的比叫做这种燃料的热值,它的符号是 q ,单位是 J/kg .燃料完全燃烧时所放出的热量Q= qm .
6.通过查表可知汽油的热值 4.6×107J/kg ,表示的意义是 1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J .则2kg的汽油完全燃烧放出的热量是 9.2×107 J.
7.现代火箭用液态氢作燃料,主要是因为它具有（C）
A.较大的比热容 B.较低的沸点 C.较大的热值 D.较高的凝固点
8.关于燃料的热值,下列说法中正确的是（A）
A.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧状况无关
B.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
9.（多选）为提高燃料的利用率,下列方法可行的是（AB）
A.把块状燃料粉碎成粉末状B.用鼓风机向炉膛吹气
C.利用热值大的燃料D.向锅炉加大燃料的投放量
1.用同样的炉火烧开温度相同的一壶水（A壶）与半壶水（B壶）.
（1）哪壶水需要加热的时间长?
答案 A壶需要的时间长.
（2）哪壶水吸收的热量多?
答案 A壶水吸收的热量多.
（3）这说明了物体吸收或放出热量的多少与什么因素有关?
答案 物体的质量.
2.往两个同样的水壶中倒入质量相等的水,C壶内倒入的是10℃的水,D壶内倒入的是90℃的水,用同样的炉火把它们烧开（加热到100℃）.则:
（1）哪壶水需要加热的时间长?
答案 C壶水需要加热的时间长.
（2）哪壶水吸收的热量多?
答案 C壶吸收的热量多.
（3）这说明了物体吸收热量多少又与什么因素有关?
答案 物体的温度变化.
3.请大家从下列几种燃料的热值表中找出:
干木柴、柴油、汽油等生活中常见的几种燃料的热值.
几种燃料的热值
固体
q/（J·kg-1）
干木柴
1.2×107
烟 煤
2.9×107
无烟煤
3.4×107
焦 炭
3.0×107
木 炭
3.4×107
液 体
q/（J·kg-1）
酒 精
3.0×107
柴 油
3.3×107
石 油
4.4×107
汽 油
4.6×107
煤 油
4.6×107
气 体
q/（J·m-3）
天然气
7.1~8.8×107
氢 气
1.4×108
液化气
4.9×107
煤 气
1.8×107
思考:
（1）柴油的热值是多少?
它的物理意义是什么?
答案 q柴油=3.3×107J/kg;1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为3.3×107J.
（2）3kg的柴油完全燃烧,它放出的热量是多少?
答案 Q=mq=3.3×107J/kg×3kg=9.9×107J.
4.在某特种专用汽车测试中,汽车在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3.0×103N,消耗燃油1.2kg（假设燃油完全燃烧）,若燃油的热值q=4×107J/kg.求:
（1）这些燃油完全燃烧放出的热量.
（2）专用车牵引力所做的功.
（3）已知热机效率η=×100%（式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量）,则该专用车的热机效率是多少?
解:
（1）Q=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J
（2）W=Fs
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