第十一章《功和机械能》导学案.docx

1、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

2、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”

3、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=1Nm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

4、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3103N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A6103J B9103J C3104J D3.9104J4. （ ）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

5、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

6、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

7、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 10Nkg）。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110 m栏比赛中，刘翔首次采用七步上栏技术，并以13.07 s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110 m的平均速度是 m/s；

8、(保留两位小数)(2)若体重为87 kg的刘翔在跨栏时重心上升了0.32 m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功 J。(g取10 N/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

9、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A0.015J B0.15J C1.5J D15J12 （ ）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

10、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1.5103kg/m3，g取l0N/kg) 142013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

11、9l04N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

12、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

13、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，1 kW =_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？ 。

14、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

15、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AW、J/s BKW、Pa CW、N/m DN/m2、Nm2. ( )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

16、为A2400W B1200W C20W D50W4. ( )10kw的机器正常工作时，每分钟做的功是A10J B2.4107J C6105J D104J5. ( )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750W B这台机器1min做的功是750JC这台机器1s做的功是750J D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A2:9 B2:1 C3:2 D3:17. “歼-20”是我国自行研发的新型战机，当发动机以1.2l05N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

17、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30ms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

18、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A288W B360 W C2880 W D3600 W6. （ )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. （ ）

19、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A4102W B4103W C1.8104W D1.8105W8. （ ）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1:2 B两辆汽车牵引力之比F甲:F乙2:1C两辆汽车做的功之比W甲:W乙1:2 D两辆汽车做的功之比W甲:W乙2:19. （ ）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.

20、（ ）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5ms

21、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

22、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

23、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

24、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=hBhC,mAmB=mC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：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)

25、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

26、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_。

27、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

28、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

29、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70kmh，超速了。”这位司机不满地说：“为什么小车的限速为80kmh，而大车的限速却为60kmh，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