第十一章机械功与机械能导学案及答案.docx
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第十一章机械功与机械能导学案及答案
第十一章机械功与机械能
第1节怎样才叫做功
导学目标
1、知道功的概念，理解做功的两个必要因素
2、理解功的计算公式W=FS，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算
【重点难点】
重点：
知道机械功的概念、理解功的计算公式，知道功的单位，会用功的公式进行有关计算。
难点：
通过分析生活实例，理解做功的两个必要因素。
导学过程
【自主学习】
1.认真阅读课本P2页内容，思考：
（1）在图11-1中，为什么人用了力，却说他没有对物体做功？
答：
（a）；（b）。
（2）在图11-2中，找出它们活动的共同点：
2.认真分析图11-3中三个实例，总结不做功有哪几种情况？
3.认真阅读P4页“怎样测算功”中的内容，完成随堂笔记。
①写出功的定义：
；②功的符号：
；③功的公式：
；④功的单位：
（符号）⑤1J=N·m。
4.认真阅读《活动3》内容，回答活动中的问题。
答：
。
5.认真思考P5页的例题，注意解题过程，并完成下面习题。
起重机用1200N的力将一个货物提升，货物上升了60m，计算一下，起重机对货物做了多少功？
要求：
①写出“已知条件和所求的物理量”；②写出计算过程。
6.认真阅读P6内容，复述机械功的原理。
答：
。
【合作探究】
1.小组长组织组员针对疑难展开讨论“做功的两个必要因素”：
①；②。
2.小组间交流思考：
在用公式W=FS计算功时，要注意F和s之间有怎样的关系？
答：
。
当堂检测
我的收获：
第2节怎样比较做功的快慢
导学目标
1.知道功率是描述物体做功快慢的物理量。
2.理解功率的物理意义，掌握功率的计算公式、单位。
3.能通过实例、作图等多种方式来描述功率，能用公式计算功率。
4.知道功和功率相互间的关系。
【重点难点】
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。
难点：
通过对功率公式的应用，提高分析和解决实际问题的能力。
导学过程
【自主学习】
1.阅读课本内容，知道物体做功有快慢之分，并完成下列填空。
（1）建筑工地上要把砖送到楼顶，或用起重机搬运，或用工人搬运。
不管怎样搬运，都是克服重力做功，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，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_______（填“长”或“短”），所以工人做功较______（填“快”或“慢”）。
（2）不同物体做相同的功，时间短的做功较_____，时间长的做功较_____。
（填“快”或“慢”）。
方法一：
。
（3）不同物体做功的时间相同，做功多的物体做功较______，做功少的物体做功较______。
由此可见物体做功有_______之分，这跟物体的运动也有_______之分是一样的。
方法二：
。
2.阅读课本内容，学习功率的概念、计算公式、单位及物理意义。
（1）功率表示_______________的物理量；_________________________叫做功率。
（2）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。
（3）某物体的功率是1000W，它的物理意义是_______________________。
（4）功率的推导公式：
P=______=______=Fv，（F的单位是____，v的单位是______）。
【合作探究】
1.先讨论课本上的例题，学会写文字说明和步骤，然后做下面的例题（注意单位要统一）。
例1.建筑工地上，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）
例2.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物，一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到了3000m外的货场，共用时40min，如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做功的功率？
2.分组讨论求重力类功率，然后交流。
（1）请同学们学习课本中的活动2，想一想如何去求他们的功率？
可以用这样的表达式P=。
（2）求重力类功率需要测三个物理量：
、、。
（3）这个公式适合范围：
攀岩、上楼、跳高、引体向上、跳绳等。
例题：
在安徽中考体育跳绳测试中，某同学的体重约50Kg在1min内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm。
设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率约多少？
当堂检测
我的收获
第3节如何提高机械效率
导学目标
1.知道功率的概念，知道功率计算式、单位及物理意义。
2.会计算有关功率的简单问题。
3.通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题。
4.通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值。
【重点难点】
1.功率的概念和物理意义。
2.设计实验测功率。
导学过程
【自主学习】
温故知新
1.做功的两个必要因素：
一是物体要作用，二是物体要在方向上通过一定的。
2.功等于与的乘积。
用公式表示。
3.光滑程度相同的斜面，越平缓越______（省力或费力）。
自主预习
认真阅读课本P85-86内容，回答下列问题：
1．有用功、额外功和总功
有用功是____________________________，用符号表示；额外功是_______________________________________，用符号表示；总功是__________________，用符号表示。
三者的关系式：
______________________。
2．______________________________叫机械效率，用字母___________表示。
公式：
η=_________________，η_____1或100%。
3．有一机械做的总功为500J，有用功为400J，机械效率是。
4.机械性能较好的机械其机械效率1。
【合作探究】
分组讨论并解决。
1.有用功和额外功（难点）
问题：
人用滑轮组提升重物时，做的有用功、额外功、总功分别是什么？
答：
。
2.【例1】．如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：
拉力所做的有用功，拉力所做的总功。
3.机械效率（重点）
问题①：
机械效率的表达式是什么？
问题②：
为什么任何机械的机械效率总小于1?
问题③：
如何求机械效率？
4.【例2】如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是多少？
斜面的机械效率是多少？
思考①：
推力对集装箱做的功是W有、W额还是W总？
用什么公式求？
思考②：
克服集装箱重力做的功是什么功？
当堂检测
我的收获
第4节认识动能和势能
导学目标
1.通过实例理解动能和势能的概念。
2.在探究实验中理解影响动能和势能的因素。
【重点难点】
1.重点是动能和势能的概念，探究影响动能大小的因素。
2.难点是势能的概念。
导学过程
【自主学习】
1.认真阅读课本P14-16内容，回答下面的问题。
（1）一个物体如果能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有_______。
物体由于运动而具有的能叫________能。
能量的单位是。
（2）物体的动能大小与_______和________有关，物体的动能越大，它可以对其他物体做的功就越_______。
（填“多”或“少”）。
2.认真阅读课本P17-18内容，回答下面的问题。
（1）被举高的物体具有的能叫________，物体的质量越大，举得越高，具有的_______就越大。
（2）物体由于而具有的能量叫做弹性势能。
（3）势能包括和。
（4）统称为机械能。
（5）物体的动能与势能是可以互相；有时，在动能和势能的转化中，机械能会。
【合作探究】
1.探究实验一：
动能的大小与什么因素有关？
猜想：
（1）；
（2）。
本实验怎样判断动能的大小:
。
实验可分二步：
①将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的不同位置释放。
观察钢球推动木块的距离。
发生的象是：
，从而得出结论：
。
②换用不同质量的钢球，让它们从同一高度滚下，观察钢球推动木块的距离。
发生的现象是：
，
从而得出结论：
。
总结实验得出结论：
。
2.探究实验二：
重力势能的大小与哪些因素有关？
如图所示，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。
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
，
如图乙所示：
比较A、B情况，说明。
比较B、C情况，说明______________________________。
（3）实验得出的结论是：
物体重力势能的大小跟物体的_______和_______有关。
说明：
物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
将同一个弹簧，压缩到不同的长度。
先后将两砝码放在弹簧上，可以看到，弹簧压得越紧，放松时它把砝码弹得越高，对砝码做的功越多，表明它的弹性势能越大。
当堂检测
3.一个物体在平衡力的作用下（）
A.它的动能一定不变
B.它的重力势能一定不变
C.它的弹性势能一定不变
D.无法确定
8.如图所示，是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面
上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。
请回答以下问题：
（1）设计实验的目的是研究（钢球／木
块）动能的大小与的关系。
（2）实验是通过观察，说
明钢球对木块做功的多少，从而得出结论的。
（3）若水平面光滑，该实验还能得出结论吗?
。
理由：
。
我的收获
导学案答案
第1节怎样才叫做功
【自主学习】
1.
（1）（a）用力推汽车，没有推动（没有作用效果）；（b）用力搬石头，没有搬起（没有作用效果）。
（2）①有力作用在物体上；②物体在力的方向上移动了一段距离。
2.①劳而无功（有力没距离）；②不劳无功（有距离没有力）；③垂直无功（力的方向与物体移动方向垂直）。
3.①作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功；②W；③W=Fs；④焦（J）⑤1。
4.还必须知道车在拉力的方向上移动的距离。
5.已知：
F=1200N，s=60m。
求：
W=?
解：
W=Fs=1200N×60m=72019J。
答：
起重机对货物做了72019J的功。
6.省力的机械必然费距离；省距离的机械一定费力；既省力又省距离的机械是不存在的。
也就是说，使用任何机械都不能省功。
【合作探究】
3.①有力作用在物体上；②物体在力的方向上移动了一段距离。
4.力的方向与与移动距离的方向一致。
当堂检测
1.A；2.B；3.A；4.D；5.0；0；6.0；7.5000J；8.
（1）2.4J；
（2）2J。
第二节怎样比较做功的快慢
【自主学习】
1.
（1）W=Gh；相同；长；慢。
（2）快；慢；做功相同比时间。
（3）快；慢；快慢；快慢；时间相同比做功。
2.
（1）做功快慢；把做功的多少与所用时间的比。
（2）
；功；J；时间；s；功率；J/s；瓦特；瓦；W；1W=1J/s；kW；1000；重要指标。
（3）该物体在1s内所完成的功为1000J。
（4）
；
；N；m/s。
【合作探究】
1.例1.已知：
m=1t=1000kg，t=20s，h=5m。
求：
P=？
解：
∵起重机提升货物时是克服重力做功，
∴W=Gh=mgh=1000kg×10N/kg×20s=201900W=200kW。
答：
起重机提升货物的功率是201900W，合200kW。
例2.已知：
F=f=800N，s=3000m，t=40min=2400s。
求：
P=？
解：
W=Fs=800N×3000m=2400000J；
答：
马运货时做功的功率是1000W。
2.
（1）Gh。
（2）重力；高度；时间。
例题已知：
m=50kg，h=5cm×120=600cm=6m，t=1min=60s。
求：
P=？
解：
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J；
答：
他跳绳时的功率约为50W。
当堂检测
1.B；2.D；3.C；4.D；5.800；0；6.=；>；7.
（1）刻度尺；停表；
（2）B；（3）
；
8.
。
第3节如何提高机械效率
【自主学习】
温故知新
1.受到力；力；距离。
2.力；距离；W=Fs。
3.省力。
自主预习
1.我们需要的、有价值的功；
；对人们既无利用价值又不得不做的功；
；动力对机械做的功；
；
。
2.把有用功与总功的比值；
；
；<。
3.80%。
4.接近于。
【合作探究】
1.有用功：
滑轮组对重物做的功；额外功：
对动滑轮及克服绳子与滑轮组摩擦做的功；总功：
动力对滑轮组做的功。
2.例1已知：
F=80N，G=120N，s=4m，h=2m。
求：
解：
；
答：
拉力所做的有用功是240J，拉力做的总功是320J。
3.①
。
②使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式
知：
机械效率一定小于1。
③有用功与总功的比值。
4.已知：
l=5m，h=1m，F=400N，G=1600N。
求：
解：
；
答：
推力对集装箱做的功是2019J，斜面的机械效率是80%。
②有用功
。
当堂检测
1.D；2.D；3.C；4.D；5.>；>；6.300；60%；7.甲；甲乙做的有用功是相等的，但乙要克服动滑轮重力做功，乙做的额外功较多。
8.
（1）80%；
（2）30N；（3）170N。
第四节认识动能和势能
【自主学习】
1.
（1）能量（或能）；动；焦（J）。
（2）质量；速度；多。
2.
（1）重力势能；重力势能。
（2）发生弹性形变。
（3）重力势能；弹性势能。
（4）动能和势能。
（5）转化；摩擦等阻力；减少。
【合作探究】
1.
（1）动能的大小跟物体的质量有关；
（2）动能的大小跟物体的速度有关；
看木块被推动的距离远近。
①钢球的速度越大，推动木块移动的距离越远；质量相同时，速度越大的物体做的功越多，表明它具有的动能越大。
②钢球的质量越大，推动木块移动的距离越远；速度相同时，质量越大的物体做的功越多，表明它具有的动能越大。
2.
（1）木桩被打入沙中的深度；
（2）高度相同时，物体的质量越大做功越多，表明它具有的重力势能越大；质量相同时，物体的高度越大做功越多，表明它具有的重力势能越大；（3）质量；位置高度。
当堂检测
1.A；2.B；3.A；4.B；5.变大；变大；变大；6.③；⑤；②；7.不变；减小；8.
（1）钢球；速度；
（2）木块移动的距离长短；（3）不能；木块在光滑的水平面上不受摩擦力的作用，木块将永远运动下去，无法比较移动距离的长短。
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