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。