第十一章機(jī)械功與機(jī)械能導(dǎo)學(xué)案及答案

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1、第十一章 機(jī)械功與機(jī)械能 導(dǎo)學(xué)案及答案 第十一章機(jī)械功與機(jī)械能 第1節(jié)怎樣才叫做功 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1、知道功的概念，理解做功的兩個(gè)必要因素 2、理解功的計(jì)算公式W=FS，知道功的單位，能 用功的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn):知道機(jī)械功的概念、理解功的計(jì)算公式， 知道功的單位，會(huì)用功的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 難點(diǎn)：通過分析生活實(shí)例，理解做功的兩個(gè)必要 因素。 導(dǎo)學(xué)過程 【自主學(xué)習(xí)】 1. 認(rèn)真閱讀課本P2頁內(nèi)容，思考： （1）在圖11-1中，為什么人用了力，卻說他沒 有對(duì)物體做功？ 答：（a） （b） 。 （2）在圖11-2中，找出它們活動(dòng)的共同點(diǎn)： 2. 認(rèn)真

2、分析圖11-3中三個(gè)實(shí)例，總結(jié)不做功有 哪幾種情況？ 3. 認(rèn)真閱讀P4頁“怎樣測(cè)算功”中的內(nèi)容，完 成隨堂筆記。 ①寫出功的定義： ；②功 的符號(hào)： ：③ ④功的 單位： （符號(hào) ） —N?m。 4. 認(rèn)真閱讀《活動(dòng)3》內(nèi)容，回答活動(dòng)中的問 題。 答 ： 。5? 認(rèn)真思考P5頁的例題，注意解題過程，并完成 下面習(xí)題。 起重機(jī)用1200N的力將一個(gè)貨物提升，貨物上升 了 60m，計(jì)算一下，起重機(jī)對(duì)貨物做了多少功？ 要求：①寫出“已知條件和所求的物理量”② 寫出計(jì)算過程。 6.認(rèn)真閱讀P6內(nèi)容，復(fù)述機(jī)械功的原理。 【合作探究】 1. 小組長(zhǎng)組織組員針對(duì)疑難展開討論“做功的

3、 兩個(gè)必要因素”：①_ ② 。 2. 小組間交流思考：在用公式W=FS計(jì)算功時(shí), 要注意F和s之間有怎樣的關(guān)系？ 答 ： 當(dāng)堂檢測(cè) 我的收獲： 第2節(jié)怎樣比較做功的快慢 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1. 知道功率是描述物體做功快慢的物理量。 2. 理解功率的物理意義，掌握功率的計(jì)算公式、 單位。 3. 能通過實(shí)例、作圖等多種方式來描述功率, 能用公式計(jì)算功率。 4. 知道功和功率相互間的關(guān)系。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)：復(fù)述功率的定義、單位，敘述功率的物理 意義，應(yīng)用功率公式P-進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。 難點(diǎn)：通過對(duì)功率公式的應(yīng)用，提高分析和解決 實(shí)際問題的能力。 導(dǎo)學(xué)過程 【自主學(xué)習(xí)】 1.

4、 閱讀課本內(nèi)容，知道物體做功有快慢之分， 并完成下列填空。 （1） 建筑工地上要把磚送到樓頂，或用起重機(jī) 搬運(yùn)，或用工人搬運(yùn)。不管怎樣搬運(yùn)，都是克服 重力做功，那么運(yùn)送磚塊所做的功我們可以用公 式 來計(jì)算。運(yùn)送同樣多的磚，起重機(jī) 和工人所做的功 （填"相同”或"不同”， 但是工人所用的時(shí)間 （填“長(zhǎng)”或“短”）， 所以工人做功較 （填“快”或"慢”）。 （2） 不同物體做相同的功，時(shí)間短的做功較 ,時(shí)間長(zhǎng)的做功較 。填“快”T慢”。 方法一: (3) 不同物體做功的時(shí)間相同，做功多的物體 做功較 ，做功少的物體做功較 。由 此可見物體做功有 之分，這跟物體的運(yùn) 動(dòng)也有

5、 之分是一樣的。方法 2. 閱讀課本內(nèi)容，學(xué)習(xí)功率的概念、計(jì)算公式、 單位及物理意義。 (1) 功率表示 的物理量; 叫做功率。 (2) 計(jì)算公式是： ；其中W 表示 ，單位是 ：t表示 ，單位是 : P表示 ，根據(jù)公式寫岀的功率 的單位是 ，專用單位是 ，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào)是 :兩個(gè)單位之間的關(guān)系是 :工程技術(shù)上還常用 做單位，1kW= W：功率是機(jī)械的 之一。 (3) 某物體的功率是1000W，它的物理意義是 （4）功率的推導(dǎo)公式: P Fv P= = =Fv, （F的單位是 , v的 單位是 ）。 【合作探究】 1.先討論課本上的例題，學(xué)會(huì)

6、寫文字說明和步 驟，然后做下面的例題（注意單位要統(tǒng)一）。 例1.建筑工地上，水泥板質(zhì)量是It,起重機(jī)在 20s內(nèi)勻速把它提升到5m的高度，起重機(jī)提升 重物的功率是多少W?合多少KW?（g=10N/kg） 例2.質(zhì)量為50kg的雪橇上裝載了 350kg的貨 物，一匹馬拉著它沿水平道路將貨物勻速運(yùn)到了 3000m外的貨場(chǎng)，共用時(shí)40min，如果雪橇行進(jìn) 中受到的摩擦力是800N，求馬運(yùn)貨時(shí)做功的功 率？ 2. 分組討論求重力類功率，然后交流。 （1）請(qǐng)同學(xué)們學(xué)習(xí)課本中的活動(dòng)2,想一想如 何去求他們的功率？可以用這樣的表達(dá)式 P= 。 (2)求重力類功率需要測(cè)三個(gè)物理 量: (3) 這個(gè)公

7、式適合范圍：攀巖、上樓、跳高、 引體向上、跳繩等。 例題：在安徽中考體育跳繩測(cè)試中，某同學(xué)的體 重約50Kg在1 min內(nèi)跳了 120次，每次跳離地 面的高度為5 cm。設(shè)他每跳一次所用的時(shí)間相 等，則他跳繩時(shí)的功率約多少? 當(dāng)堂檢測(cè) 我的收獲 第3節(jié)如何提高機(jī)械效率 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1. 知道功率的概念，知道功率計(jì)算式、單位及物 理意義。 2.會(huì)計(jì)算有關(guān)功率的簡(jiǎn)單問題。 3. 通過比較做功的快慢學(xué)習(xí)用比值法研究物理 問題。 4. 通過實(shí)例說明功率的含義，認(rèn)識(shí)功率在實(shí)際應(yīng) 用中的重要價(jià)值。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1. 功率的概念和物理意義。 2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)功率。 導(dǎo)學(xué)過程 【自主學(xué)

8、習(xí)】 1. 做功的兩個(gè)必要因素：一是物體要 作 用，二是物體要在 方向上通過一定 的 。 2. 功等于 與 的乘積。 用公式 表示。 3. 光滑程度相同的斜面，越平緩越 （省 力或費(fèi)力）。 自主預(yù)習(xí) 認(rèn)真閱讀課本P85-86內(nèi)容，回答下列問題： 1. 有用功、額外功和總功 有用功是 ，用符 號(hào) 表示；額外功是 用符號(hào) 表示；總功是 2? ,用符號(hào) 表示。三 者的關(guān)系式： 。 叫機(jī)械效 率，用字母 表示。公式：n ，n 1 或 100%。 3?有一機(jī)械做的總功為500J,有用功為400J, 機(jī)械效率是 4. 機(jī)械性能較好的機(jī)械其機(jī)械效率 1。 【

9、合作探究】 分組討論并解決。 1?有用功和額外功（難點(diǎn)） 問題：人用滑輪組提升重物時(shí)，做的有用功、額 外功、總功分別是什么？ 2. 【例1】如圖所示，拉力F=80 N物體重 G=120 N若繩子自由端勻速拉動(dòng)的距離s=4 m, 物體被提高的距離h=2m,求：拉力所做的有用 功，拉力所做的總功。 3. 機(jī)械效率（重點(diǎn)） 問題①：機(jī)械效率的表達(dá)式是什么? 問題②：為什么任何機(jī)械的機(jī)械效率總小于1? 問題③：如何求機(jī)械效率？ 4. 【例2】如圖所示，斜面長(zhǎng)5m,高1m，工人 用沿斜面方向400 N的力把重1600 N的集裝箱 勻速推到車上，推力對(duì)集裝箱做的功是多少？斜 面的機(jī)械效率是

10、多少？ 思考①：推力對(duì)集裝箱做的功是W有、W額還是 W總？用什么公式求？ 思考②：克服集裝箱重力做的功是什么功? 當(dāng)堂檢測(cè) 我的收獲 第4節(jié) 認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1. 通過實(shí)例理解動(dòng)能和勢(shì)能的概念。 2. 在探究實(shí)驗(yàn)中理解影響動(dòng)能和勢(shì)能的因素。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1. 重點(diǎn)是動(dòng)能和勢(shì)能的概念，探究影響動(dòng)能大小 的因素。 2. 難點(diǎn)是勢(shì)能的概念。 導(dǎo)學(xué)過程 【自主學(xué)習(xí)】 1. 認(rèn)真閱讀課本P14-16內(nèi)容，回答下面的問 題。 （1） 一個(gè)物體如果能夠?qū)α硪粋€(gè)物體做功，我 們就說這個(gè)物體具有 。物體由于運(yùn)動(dòng)而 具有的能叫 能。能量的單位 是 。 （2） 物體的

11、動(dòng)能大小與 和 有 關(guān)，物體的動(dòng)能越大，它可以對(duì)其他物體做的功 就越 。（填“多”或“少”）。 2. 認(rèn)真閱讀課本P17-18內(nèi)容，回答下面的問 題。 (1) 被舉高的物體具有的能叫 ，物體 的質(zhì)量越大，舉得越高，具有的 就越大。 (2)物體由于 而具有的能量叫做彈 性勢(shì)能。 ( 3 ) 勢(shì) 能 包 括 和 。 (4) 統(tǒng)稱為機(jī)械 能。 (5) 物體的動(dòng)能與勢(shì)能是可以互相 ；有 時(shí)，在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能會(huì) 。 【合作探究】 1. 探究實(shí)驗(yàn)一：動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？ 本實(shí)驗(yàn)怎樣 判斷動(dòng) 能的大 猜 想 ( 1 ) 實(shí)驗(yàn)

12、可分二步: ① 將質(zhì)量相同的兩個(gè)鋼球，同時(shí)從斜槽的不同 位置釋放。觀察鋼球推動(dòng)木塊的距離。發(fā)生的象 ，從而得 出 結(jié) 論 ② 換用不同質(zhì)量的鋼球，讓它們從同一高度滾 下，觀察鋼球推動(dòng)木塊的距離。發(fā)生的現(xiàn)象 從 而 得 岀 結(jié) 論 。 總 結(jié) 實(shí) 驗(yàn) 得 出 結(jié) 論 2. 探究實(shí)驗(yàn)二：重力勢(shì)能的大小與哪些因素有 關(guān)？ 如圖所示，合作小組的同學(xué)在探究“物體的重力 勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)”時(shí)，設(shè)計(jì)了以下實(shí) 驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)方案：三個(gè)相同的木樁插在沙坑里，露出沙 坑的高度相同，如圖甲所示。取三個(gè)鐵塊從空中 靜止釋放后撞擊木樁，木樁陷入沙坑，如乙圖所 (1) 在此實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過觀

13、察 來比較鐵塊重力勢(shì)能的大小。 (2) 若h h >h， < 如圖乙所示： ABC ABC 比較 A 、 B 情況，說 明 O 比較 B、C 情況，說明 (3) 實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體重力勢(shì)能的大小 跟物體的 和 有關(guān) 說明：物體的彈性形變?cè)酱?，它具有的彈性?shì)能 就越大。將同一個(gè)彈簧，壓縮到不同的長(zhǎng)度。先 后將兩祛碼放在彈簧上，可以看到，彈簧壓得越 緊，放松時(shí)它把祛碼彈得越高，對(duì)祛碼做的功越 多，表明它的彈性勢(shì)能越大。 當(dāng)堂檢測(cè) 3. 一個(gè)物體在平衡力的作用下（ ） A. 它的動(dòng)能一定不變 B. 它的重力勢(shì)能一定不變 C. 它的彈性勢(shì)能一定不變 D. 無法確定

14、 8?如圖所示，是研究“物體動(dòng)能的大小 與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓 i：i 同一鋼球從斜面 上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊 上。請(qǐng)回答以下問題: （1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是研究 （鋼球/木 塊）動(dòng)能的大小與 的關(guān)系。 ⑵實(shí)驗(yàn)是通過觀 察 ，說 明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而得岀結(jié)論 的。 ⑶若水平面光滑，該實(shí)驗(yàn)還能得出結(jié)論 1:1 理 由: 我的收獲 導(dǎo)學(xué)案答案 第一節(jié)怎樣才叫做功 【自主學(xué)習(xí)】 1. （1） （a）用力推汽車，沒有推動(dòng)（沒有作用 效果）；（b）用力搬石頭，沒有搬起（沒有作用 效果）。 （2）①有力作用在物體上

15、；②物體在力的方向 上移動(dòng)了一段距離。 2. ①勞而無功（有力沒距離）；②不勞無功（有 距離沒有力）③垂直無功（力的方向與物體移 動(dòng)方向垂直）。 3. ①作用在物體上的力，使物體在力的方向上移 動(dòng)一段距離，就說這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn) 稱做了功;?W；?W=Fs；④焦（J）⑤1。 4. 還必須知道車在拉力的方向上移動(dòng)的距離。 5. 已知：F=1200N, s=60mo 求：W二？ 解：W=Fs=1200NX60m=72019Jo 答：起重機(jī)對(duì)貨物做了 72019J的功。 6. 省力的機(jī)械必然費(fèi)距離；省距離的機(jī)械一定費(fèi) 力；既省力又省距離的機(jī)械是不存在的。也就是 說，使用任何機(jī)

16、械都不能省功。 【合作探究】 3. ①有力作用在物體上；②物體在力的方向上 移動(dòng)了一段距離。 4. 力的方向與與移動(dòng)距離的方向一致。 當(dāng)堂檢測(cè) 1. A； 2. B； 3. A； 4. D； 5. 0； 0； 6? 0； 7. 5000J； 8. （1） 2.4J； （2） 2J。 第二節(jié)怎樣比較做功的快慢 【自主學(xué)習(xí)】 1. （1）W=Gh；相同；長(zhǎng)；慢。 （2） 快；慢；做功相同比時(shí)間。 （3） 快；慢；快慢；快慢；時(shí)間相同比做功。 2. （1）做功快慢；把做功的多少與所用時(shí)間的 比。 （2） P w ；功；J；時(shí)間；s；功率；J/s； t 瓦特；瓦；W； 1

17、W=1J/s； kW； 1000；重要指標(biāo)。 （3） 該物體在1s內(nèi)所完成的功為1000J。 （4） w ； Fs ； N； m/s。 t t 【合作探究】 1. 例 1.已知：m=1t=1000kg，t=20s，h=5m。 求：P二？ 解：???起重機(jī)提升貨物時(shí)是克服重力 做功， :.W二Gh=mgh=1000kg X 10N/kg X 20s=201900W=200kW。 答：起重機(jī)提升貨物的功率是 201900W,合 200kW。 例 2.已知：F=f=800N，s=3000m，t=40min=2400s。 求：P二？ 解：W二Fs=800NX3000m=240

18、0000J； 答：馬運(yùn)貨時(shí)做功的功率是1000W。 2. (1) Gho (2)重力；高度；時(shí)間。 例題 已知：m=50kg, h=5cm X 120=600cm=6m, t=1min=60s。 求：P=? 解:W=Gh=mgh=50kg X 10N/kg X 6m=3000J； 答：他跳繩時(shí)的功率約為50Wo 當(dāng)堂檢測(cè) 1. B； 2. D； 3. C； 4. D； 5. 800； 0； 6.=； ＞； 7. (1)刻度尺；停表；(2) B； (3) mgh； t 8 ? P=Fv = Gv = mgv=pVgv = 2.8xl0?kg/m3 x 2m3 xlON

19、/kgx 0.5m/s = 28000W=28kW° 第三節(jié)如何提高機(jī)械效率 【自主學(xué)習(xí)】 溫故知新 1. 受到力；力；距離。 2. 力；距離；W二Fs。 3. 省力。 自主預(yù)習(xí) 1. 我們需要的、有價(jià)值的功；W ；對(duì)人們既無 有用 利用價(jià)值又不得不做的功；W ；動(dòng)力對(duì)機(jī)械做 額外 的功；W ； W 二 W + W。 總 總 有用 額外 2. 把有用功與總功的比值；“ ；W有用＜100% ； ＜。 3. 80%。 4. 接近于。 【合作探究】 1.有用功：滑輪組對(duì)重物做的功；額外功：對(duì) 動(dòng)滑輪及克服繩子與滑輪組摩擦做的功；總功: 動(dòng)力對(duì)滑輪組做的功。 2.

20、例 1 已知：F=80N，G=120N，s=4m，h=2m。 求: W 二？ W 二？ 有用 總 解: W 二 Gh 二 120N X 2m 二 240J 有用 答：拉力所做的有用功是240J，拉力做 的總功是320J。 3?① w 。 耳xlOO% ° W 總 ②使用機(jī)械時(shí)，不可避免地要做額外功，所 以總功一定大于有用功；由公式“WW用.100%知: 總 機(jī)械效率一定小于1。 ③有用功與總功的比值。 4. 已知：l=5m，h=1m，F(xiàn)=400N，G=1600N。 求: w 二？ n=？ 總 解: W 二 F1 二 400N x 5m 二 2000J

21、總 答：推力對(duì)集裝箱做的功是2019J，斜面的機(jī) 械效率是80%。 ②有用功⑷。 有用 當(dāng)堂檢測(cè) 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 動(dòng)滑輪重力做功，乙做的額外功較多。8. （1） 80%；（2）30N；（3）170N。 第四節(jié)認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能 【自主學(xué)習(xí)】 1. ⑴能量（或能）；動(dòng)；焦（J）。（2）質(zhì)量; 速度；多。 2. （1）重力勢(shì)能；重力勢(shì)能。（2）發(fā)生彈性形 變。（3）重力勢(shì)能；彈性勢(shì)能。（4）動(dòng)能和勢(shì)能。 （5）轉(zhuǎn)化；摩擦等阻力；減少。 【合作探究】 1.

22、（1）動(dòng)能的大小跟物體的質(zhì)量有關(guān)；（2）動(dòng) 能的大小跟物體的速度有關(guān); 看木塊被推動(dòng)的距離遠(yuǎn)近。 ①鋼球的速度越大，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn); 質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體做的功越多，表明 它具有的動(dòng)能越大。 ②鋼球的質(zhì)量越大，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)； 速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體做的功越多，表明 它具有的動(dòng)能越大。 l=j |==| 2. （1）木樁被打入沙中的深度；（2）高度相同 時(shí)，物體的質(zhì)量越大做功越多，表明它具有的重 力勢(shì)能越大；質(zhì)量相同時(shí)，物體的高度越大做功 越多，表明它具有的重力勢(shì)能越大；（3）質(zhì)量； 位置高度。 當(dāng)堂檢測(cè) 1. A； 2?B； 3?A； 4?B； 5?變大；變大；變 大；6.③；⑤；②；7.不變；減??；8. （1） 鋼球；速度；（2）木塊移動(dòng)的距離長(zhǎng)短；（3）不 能；木塊在光滑的水平面上不受摩擦力的作用, 木塊將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，無法比較移動(dòng)距離的長(zhǎng) 短。