九年级物理 第十五章功和机械能学案 人教新课标版.docx
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九年级物理第十五章功和机械能学案人教新课标版
第十五章功和机械能
第1节功
第2节
学习目标:
1.结合实例认识机械工的概念,理解做功的两个必要因素,能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
2.理解功的计算公式W=FS,并能进行相关计算,知道功的单位(是焦J)。
3.通过学习活动,引导学生积极思考,使学生有克服困难的信心,能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。
4.通过对生活中实例的解释,让学生体会到物理知识的应用,增强学生学习物理知识的欲望。
学习重点:
理解做功的两个必要因素。
学习难点:
能够正确的理解、计算功。
新课引入:
大家对功这个词并不陌生,如功课,功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等。
这些词中有的功具有“成效”的意思,力学里所说的“功”就吸收了“成效”的意思,当然在力学中还有它严格的含义。
新课学习:
一、力学中的功
1.观察课本P104中图15.1-1中几个做功的实例。
可以看出他们有什么共同点?
2.观察课本P104中图15.1-2中几个没有做功的实例。
想想力为什么没有做功?
3.结论:
做功的两个必要因素:
,。
二、做功
1.定义:
。
2.公式:
,其中W表示功,F表示力,s表示距离。
3.单位:
符号()1J=N·m,
三、功的计算
在W=Fs中,W的单位是J,F的单位是N,得出的功才是以J作单位的。
看课本105页的例题,然后进行计算
四、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?
假如利用简单机械技既省力又省距离,功=力X距离,我们就省力。
针对这个猜想结合教材P106演示实验,动手完成实验内容。
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。
这个结论叫做
五、当堂达标
1.做功的两个必要因素是:
(1)____________________________________;
(2)___________________________.计算公式_________________单位为______________.
2.一个小孩用力提一桶水静止不动,他对水桶有向上的______力,这个力对水桶_____做功,(填不做功或者做功)原因是____________________________________.
3.课后练习
六、课堂小结
功的两个重要因素:
1.作用在物体上的力,2.物体沿力的方向通过的距离。
功的计算:
功的原理:
使用任何机械都不省功
七、巩固练习
1.我们知道使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力,但能不能省功呢?
为了研究这个问题小明设计了如下的实验,将重3N的钩码举高0.1m,可以用手直接将重3N的钩码举高0.1m,也可以用杠杆或动滑轮将重3N的钩码举高0.1m,下表是小明实验正确数据。
钩码重
G(N)
钩码提升的高度h(m)
不用机械所做的功W(J)
手的拉力F(N)
手移动的距离s(m)
使用机械所做的功W(J)
杠杆
3
0.1
0.3
1
0.3
0.3
动滑轮
3
0.1
0.3
1.5
0.2
0.3
由实验可知:
(1)人们使用机械时,不可能达到的目的是()
A、省力B、省功C、省距离D、省时间
(2)使用机械不能省功,为什么人们还使用机械呢?
写出两条人们使用机械的
目的:
第2节机械效率
学习目标:
1.了解什么是有用功、额外功和总功。
2.理解什么是机械效率。
3.通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
学习重点:
1.机构效率,2.探究斜面的机械效率。
学习难点:
机械效率
新课引入:
小明家最近买了一处新楼房,一单元二楼。
想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到二楼。
请同学们根据需要,设计方案,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?
1.把沙子装入桶中,用动滑轮把沙子拉到楼上;
2.在地面与楼面之间搭上木板,将沙子装入袋子沿着木板推到楼上。
新课学习:
一、有用功和额外功
1.我们把必须要做的功叫做。
2.并非是我们需要但又不得不做的功叫做。
3.总功=+
4.机械效率
定义:
公式:
其中W有表示有用功;W总表示总功。
注意:
有用功总是小于总功的,所以机械效率总是小于1,通常要用百分数表示。
5.机械效率的计算
例:
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。
提示:
竖直方向提升物体过程中,有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下,克服动滑轮重所做的功就等于额外功,既W额外=G动h
(1)W有用=Gh=600N×0.5m=300J
(2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N×1.5m=375J
(3)W额外=W总-W有=375J-300J=75J
η=
×100﹪=
×100﹪=80﹪
W额外=G动h,G动=
=
=150N
二、探究斜面的机械效率
在影响机械效率的许多因素中,摩擦是一个重要因素。
那么光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时,斜面的机械效率是否相同?
1.猜想:
你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?
斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?
2.通过小组讨论,设计实验的方案,完成教材P100中表格的内容。
3.各小组将测得的数据进行交流,并分析出实验结论。
猜想得到证实了吗?
三、当堂达标
1._______________________________叫有用功.___________________________叫额外功.______________________总功.计算机械效率的公式为_______________________.
2.在图所示滑轮组装置中所挂重物G=50N,当施加在绳子自由端的拉力为F=30N时,重物恰好匀速上升绳子及一切磨擦都不计.由此可知()
A.该装置的机械效率为60%.B.该装置的机械效率为55.6%.
C.该滑轮组中动滑轮重为5ND.该滑轮组中动滑轮重为10N
3.下列叙述中能够提高机械效率的是()
A.增加有用功,B.减少机械间的摩擦力.
C.减少总功.D.使用更省力的机械.
四、课堂小结
通过本节课的学习,你有哪些收获?
1.有用功、额外功、总功;
2.机械效率:
定义、公式、计算;
3.探究:
斜面的机械效率
五、巩固练习
1.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”).
2.如图所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为120N,则滑轮组的机械效率为_______;若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为___________J.
3.小红同学在利用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验中,用弹簧测力计匀速竖直拉起重3N的物体,物体升高了0.2m,弹簧测力计的示数是____N,在实验过程中对物体所做的有用功是________J,滑轮组的机械效率是_____________.
第3节功率
学习目标:
1.结合实例理解功率的意义,建立功率概念,得出计算公式
。
2.了解功率在实际中的应用,能进行简单计算。
3.通过建立功率概念的过程,学习比较的方法。
学习重点:
建立功率的概念,能用功率进行计算
学习难点:
理解功率的概念。
温故知新:
1.做功包含的两个必要因素
2.功的计算公式:
新课学习:
我们来观察下面这幅图,这是在日常生产生活中需要注意到的问题。
在工地上,工人可以用滑轮组搬运砖头,或者用吊车吊砖。
这两个过程中是否有力做功?
做功的大小怎么计算?
你还能提出什么问题?
一、想一想,我们在研究物体运动快慢的物理量时,是怎样进行比较的?
(1)
(2)
(3)利用路程和时间之比,即速度来描述。
由速度的启发,你能想一想怎样比较人和吊车做功的快慢吗?
(1)时间相同,
(2)运砖多少相同,
(3)如果时间和做功多少都不一样,我们可以利用做功多少和时间之比来描述做功的快慢,再进行比较。
二、功率
物理意义:
表示物体做功快慢的物理量。
定义:
公式:
,其中W表示功,t表示时间,P表示功率。
单位:
符号()1kW=W,1MW=W。
三、阅读课本112页小资料了解一些功率值
四、功率的计算
在
中,W的单位是J,t的单位是s,得出的功率才是以W作单位的,计算时要注意到单位统一。
看课本112页的例题,然后进行计算
五、当堂达标
1.功率表示做功的,功率越大表示做功越 。
功率的大小由 和 共同决定。
判断关于
下列说法正确的是( )
A.做功越多表示功率越大B.功率小,表示做功少。
C.做工时间越短,表示功率越大D.做功快,表示功率大。
一架起重机在5min内把60000N的重物匀速举高25m,它的功率是多少kw?
六、课堂小结
1、功率的物理意义:
2、功率的定义
3、功率的公式:
4、单位及换算:
1W=1J/s
七、巩固练习
1.关于功率下列叙述中正确的是()
A.做功所用的时间越少,功率越大B.功率越大,做的功就越多
C.在相同时间内,作功越多,功率越大D.做功所用的时间越多,功率越大
2.两台机器,甲的功率是750瓦,乙的功率是2250瓦,甲、乙在相同时间里,做功之比是
();若完成相同的功,甲、乙所用时间之比是()
3.质量为50kg的物体,用50N的水平推力使它在粗糙水平面上以2m/S的速度匀速移动10m。
问:
(1)功率多大?
(2)重力的的功率多大?
第4节动能和势能
学习目标:
1.了解能量的初步概念.
2.知道什么是动能及影响动能大小的因素.
3.知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素.
4.能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能.
5.能用动能、势能大小的因素解释简单的现象.
学习重点:
动能和势能概念的建立.
学习难点:
动能和势能的大小与哪些因素有关
实验器材:
小铁球、玻璃球、斜面、木块、橡皮筋
引入新课
实验:
演示铁球从斜面上滚下,在水平面上撞击木块,使木块移动一段距离,分析在碰撞过程中,做功的情况.
结论:
一个物体能够做功,我们就说它具有。
一、动能
1.概念的建立
看课本P114和分析生活中的实例:
风吹动帆船航行,急流的河水把石头冲走,演示实验中小铁球撞击木块使木块移动。
概念:
。
2.动能的大小与什么因素有关
实验步骤1:
让同一个铁球在斜面的不同位置上滚下,观察小球撞击木块的现象,并分析得到的结论.
动能的大小与物体运动的有关。
实验步骤2:
观察铁球和玻璃球在斜面的同一高度处滚下,撞到平面上的木块发生的现象,并分析实验的结论。
动能的大小与物体的有关。
综上所述:
物体的动能大小和物体的和有关.
3.思考课本P115中想想议议中的问题。
二、势能
1.重力势能概念的建立和影响重力势能大小的因素
看图15.4-甲滑雪运动员从高处滑下时具有动能,能量从哪里来?
重锤被举高,当下落时,能够把木桩打入地里,重锤对木块做功。
概念。
2.自主探究:
重力势能与哪些因素有关
结论:
重力势能的大小与物体的和有关。
3.弹性势能概念的建立和影响弹性势能大小的因素
将橡皮筋做成简易弹弓,会把粉笔头弹射出去。
运动员把弓拉弯,给弓储存能量
概念:
。
弹性势能的大小与有关。
势能是和的统称。
三、巩固训练
1.竖直向上抛出的小石子,上升到最高点时速度为零,此时石子具有_________能;当石子落到地面时,速度不为零,此时石子具有_________能
2.一辆小汽车与一辆装满货物的大卡车以相同的速度行驶,小汽车的动能_______大卡车的动能(填“大于”“等于”或“小于”).
3.体积相同的铁球和木球,放在同一水平桌面上,铁球静止,木球运动,_______球的重力势能大,_______球的动能大.
四、课堂小结
1.动能及影响大小的因素
2.重力势能及影响大小的因素
3.弹性势能及影响大小的因素
五、达标检测
1.汽车匀速沿斜坡向上行驶,则汽车的_______能不变,_______能增大.自行车下坡时,不蹬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_______.
2.起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体,在这一过程中,物体的()
A.动能增加,重力势能减小B.动能不变,重力势能增加
C.动能减小,重力势能增加D.动能减小,重力势能不变
3.下列物体中具有弹性势能的是()
A.拉弯的弓把箭射出去B.钟表里的发条带动齿轮转动
C.火箭发射升天D.小孩荡秋千从高处向低处落下
4.如图所示,电动小车沿斜面从A匀速运动到B,在运动过程中()
A.动能减小,重力势能增加B.动能增加,重力势能减小
C.动能不变,重力势能增加D.动能不变,重力势能减小
六、课下作业
课后P117第2、第3题
第5节机械能及其转化
学习目标:
1.理解动能、势能的相互转化。
2.能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
3.知道什么是机械能和机械能守恒
4.通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。
重点难点:
理解动能和势能的相互转化;借些能和机械能守恒
器材准备:
单摆、滚摆、溜溜球。
复习回顾:
我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化,请回答,电灯工作的时候,能量是怎么转化的?
风力发电机工作的时候,能量是怎么转化的?
水力发电机工作的时候,能量是怎么转化的?
电动机工作的时候,能量是怎么转化的?
1.电灯:
能—能
2.风力发电机能—能
3.水力发电机能—能
4.电动机能—能
演示实验:
溜溜球扔下去不停运动,能量如何变化?
新课学习:
一、想想做做
1.滚摆实验
动能,势能。
2.分析图15.5-2所示几个运动中,动能和势能的转化
甲:
动能,势能。
乙:
动能,势能。
丙:
动能,势能。
结论:
动能和势能。
3.机械能
机械能的定义:
和之和。
机械能守恒的条件:
。
4.做教材P118页图15.5—3
5.科学世界
(1)当卫星从远地点向近地点运动时,它的势能,动能,速度如何变化?
当卫星从近地点向远地点运动时,它的势能,动能,速度又如何变化?
(2)卫星在近地点的动能最势能最;在远地点的动能最,势能最。
二、巩固训练
1.一只皮球落到地上又被弹起.在此过程中,自皮球接触地面到静止,_______能转化为_______能;自皮球恢复原状到跳起,_______能转化为_______能.
2.运动员掷出的标枪在上升过程中,_______能转化为_______能;在下落过程中,_______能转化为_______能.
3.甲、乙两位同学各买了一只同样大小的球.甲说:
在同样条件下,我的球比你的球弹得更高,乙要甲证明这一点,甲应当()
A.将两球向上抛起,落下后,看哪个球弹得高
B.将两球向地面掷去,看哪个球弹得高
C.用手捏球,看哪个球较硬
D.在同样高度,两球以同样速度落下,看哪个球弹得高
4.一个小球从光滑的斜面上由静止开始滚下,它在斜面顶端时重力势能为100J,当它滚到斜面的某一位置时重力势能只有30J了.小球减少的重力势能哪儿去了?
此时小球的机械能是多少?
三、课堂小结
本节课你学到了哪些知识,有哪些收获?
四、达标检测
1.物体由于而具有的能叫做动能.物体由于而具有的能叫做重力势能;物体由于发生而具有的能叫做弹性势能.动能和势能统称为.
2.动能和势能是可以相互的.如果只在二者之间发生转化,则机械能的总和保持不变,即机械能.
3.如图为麦克斯韦滚摆,当它在最高处时,重力势能,动能;当它由上而下滚动时,重力势能,动能;当它到达最低处时,重力势能,动能;当它由下而上滚动时,重力势能,动能.
4.关于机械能,下列说法错误的是()
A.一个物体具有动能就是具有机械能B.物体具有重力势能就是具有机械能
C.物体具有弹性势能就是具有机械能
D.只有当物体同时具有动能和势能时,才能说物体具有机械能
5.乒乓球由高处静止下落的过程中,它的机械能的转化情况是()
A.弹性势能转化为动能B.重力势能转化为动能
C.动能转化为重力势能D.重力势能转化为弹性势能
6.跳伞运动员在空中匀速下落时,以下说法中正确的有()
A.重力势能减少,动能增加,机械能不变
B.重力势能增加,动能减少,机械能不变
C.重力势能减少,动能不变,机械能减少
D.重力势能增加,动能不变,机械能增加
五、课下作业
动手动脑学物理1、2、3