功和机械能教案.docx

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功和机械能教案

个性化教学辅导教案

教学

目标

知识点：

1.理解做功的两个必要因素。

2.知道机械功的计算公式。

3.理解功率的概念。

4.知道功的原理。

5．知道有用功和总功。

6.知道动能和势能。

考点：

功以及机械效率的计算。

能力：

分析综合问题的能力。

方法：

教师讲解—学生掌握—学生提问---学生练习

难点

重点

功、功率的概念； 功的原理； 机械效率—知道有用功、额外功、总功和机械效率； 弹性势能，知道动能、势能可以相互转化；

课

堂

教

学

过

程

课前

检查

作业完成情况：

优□良□中□差□建议__________________________________________

过

程

【自主学习】

1.功

（3）功的计算：

功：

物体上的力与力的方向上移动的距离的乘积。

　　①W=F·S=Gh（克服重力做功）

　　②W=P·t

国际单位：

N·m；焦耳，简称焦，符号J。

1J=1N·m

2、简单机械的机械效率

有用功：

必须要做的功。

额外功：

并非我们需要但又不得不做的功。

总功：

有用功和额外功的总合。

机械效率：

有用功与总功的比值。

（1）斜面

①W有用=G·h

②W额外=f·S

③W总=F·S=G·h＋fS

（2）杠杆

①W有用=G物·h

②W额外

③W总=F·S

（轮轴效率

）

（3）定滑轮（a）

①W有用=Gh

②W额外：

摩擦及绳重

③W总=F·S=F·h

（4）定滑轮（b）

①W有用=f·S物

②W额外：

滑轮转动摩擦

③W总=F·SF=F·S物

（5）动滑轮及滑轮组（a）

①W有用=G物·h

②W额外

③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h

（6）动滑轮及滑轮组（b）

①W有用=fS物

②W额外：

绳重及滑轮转动摩擦

③W总=F·SF=F·nS物

3、功率

定义：

单位时间内做的功。

单位：

功率用P表示，单位是瓦特，简称瓦，符号W

（1）公式：

．

（2）意义；表示做功快慢的．（与机械效率无关）

（3）机械中的功率

4、机械能

（1）动能：

（与m、v有关）物体由于运动而具有的能。

质量相同的物体，运动的速度愈大，它的动能愈大；运动速度相同的物体，质量愈大，动能愈大。

（2）重力势能：

（与m、h有关）物体由于被举高而具有的能量。

（3）弹性势能：

（与弹簧本身、形变量大小有关）物体由于弹性形变而具有的能量。

5．易错知道辨析

易错知识点一：

判断力是否做功。

例1（2010房山）以下事例中，重力做功的是（）

A．跳水运动员由跳台向下下落B．冰球在水平冰面上滚动

C．皮划艇在平静水面快速滑行D．举重运动员把杠铃高举在空中静止不动

【针对训练】

（09重庆）如图1所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，

她针对此过程提出了如下的猜想。

你认为合理的是（）

A．文具盒所受重力对它做了功

B．文具盒所受支持力对它做了功

C．文具盒所受的推力F对它做了功

D．在此过程中没有力对文具盒做功

易错知识点二计算功、功率大小

例2（2010兰州）如图2所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的

总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，求：

（1）所需拉力F是多少？

（2）机械的总功率是多少？

【针对训练】

（2010包头）如图，在水平拉力F的作用下，物体沿水平面以速度v向右匀

速移动例距离s，若物重为G，桌面对物体的摩擦力为f（滑轮及绳重不计），下列说法正确的是（）

A．有用功的功率为fvB．拉力的功率为3Fv

C．装置的机械效率为G/3F

D．额外功为（3F－f）s

易错知识点三判断动能、势能、机械能的变化

例3（2010包头）一驾满载救灾物资的飞机，沿水平方向匀速飞行的同时，不断地向灾区投放救灾物资的过程中，下列判断正确的是（）

A．飞机总体动能减小B．飞机总体重力势能不变

C．飞机总体机械能不变D．飞机总体惯性不变

【针对训练】

（2010河北）如图4所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是

（不计空气阻力）（）

A．铅球由a→b时，动能逐渐增大

B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能

C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小

D．铅球在c点时动能最大

易错知识点四分析动能、势能、的转化

例4（2010黄冈）下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析（不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力），正确的是（）

A．雨滴受到平衡力的作用B．雨滴下落过程中机械能保持不变

C．雨滴受到的重力大于它受到的阻力D．雨滴的重力势能转化为动能

【针对训练】

（2010河南）迎世博晚会上，彩色气球伴随欢庆的乐曲匀速上升，在此过程中，气球的（）

A．动能转化为势能，机械能不变B．动能转化为势能，机械能增大

C．动能不变，势能增大，机械能增大D．动能不变，势能不变，机械能不变

【典型例题】例1、（2005·兰州市）用如图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦．

（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，求此时滑轮组的机械效率是多少?

（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速高2m时，绳端拉力做功的功率为多少?

例2、（2005·嘉兴市）在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大．以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是（　）

①用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率大小

②都爬到杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小

③爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较

A．只有①　　B．①②

C．①③　　D．①②③

例3、（2006·北京市）阳阳在蹦床上做游戏，从高处落到蹦床上又被弹起．当她从接触蹦床床面到运动至最低点的过程中（忽略空气阻力的影响），以下说法正确的是（　）

A．阳阳的重力势能逐渐减小

B．蹦床的弹性势能逐渐增大

C．阳阳的动能逐渐减小

D．阳阳受到的合力先减小后增大

例4、（2005·海南省）跳绳是一项很好的体育健身活动，经测试重500N的某同学1min跳绳120次，每次离地约0.06m（每次离地高度和时间都相同）．

（1）该同学跳一次做功多少焦耳?

（2）他在这1min的锻炼中消耗的功率是多大?

（3）跳绳时对地面的压强与站立时相比较有何变化?

并说明判断的理由．

例5、（2002年河南省中考试题）一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱，分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（　）

A．在粗糙地面上做功较多

B．在光滑地面上做功较多

C．两次做功一样多

D．条件不够，无法比较两次做功的多少

例6、（2002年盐城市中考试题）如图所示，在拉力F的作用下，重80N的物块A正以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为20N，该装置的机械效率为80%，求：

（1）2s内，弹簧测力计的拉力对物块A所做的功；

（2）拉力F的大小及拉力F做功的功率．

例7某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是（）

A.500焦B.196焦C.696焦D.缺少条件,无法计算

例8如图2所示为用滑轮组提起重物的装置.如果重物G＝2.4×104牛,滑轮组的机械效率为80％,拉力F的功率为1.5千瓦,要把重物提起1米,求:

（1）需要多大的拉力.

（2）需要多少时间

【课后能力训练】

功和机械能

一、选择填空

1.如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　）

A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用

B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用

C．他的重力势能转化成了动能和内能

D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变

2.直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（）

A．势能减少，动能增加，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少

C．势能不变，动能不变，机械能不变D．势能减少，动能不变，机械能不变

3.关于机械能的论述，下列说法正确的是（）

A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大

C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大

4.关于机械效率的说法正确的是（）

A．越省力的机械，其机械效率越高B．做的总功越多，机械效率越高

C．做的有用功越多，机械效率越高D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高

5.甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（）

A．2∶1B．1∶1C．1∶4D．4∶1

6.下列单位中不是功的单位的是（）

A．W·sB．JC．J/sD．N·m

7.某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2m．比较两种情况（）

A．用手举高时做功多B．用斜面升高时做功多

C．两种情况做功一样多D．两种情况都不做功

8.跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加．

9.一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能．

10.小明在水平面上用50N的水平推力，加速推着一辆重120N的小车，前进了10m，小明的推力做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J．

11.甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________．

12.用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：

W1额_____W2额，η1___η2（填“＞”“＜”或“＝”）

二、计算题（每小题5分，共10分）

13.一人用如图所示．的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体，此时人对绳的拉力为120牛，不计绳重和摩擦．求：

1）滑轮组的机械效率．

2）如果人的体重为600牛，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛？

1）滑轮组的机械效率等于有用功除以总功，有用功等于物体的重力乘以物体上升的高度，总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离．

2）当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大，先计算出动滑轮的重力，最大拉力就等于最大物重与动滑轮重和的一半．从而求出最大物重．

功和机械能参考答案1．B2．B3．C4．D5．A6．C7．B

8．势动9．3010．500011．1∶1

12．＝＜

13.解答：

解：

（1）η=Gh2Fh=200N2×120N=83.3%

答；滑轮组的机械效率为83.3%．

（2）设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛

设提升的最大物重为G′，人的体重为G1，此时绳的拉力为F′，

则F′=G1，由2F′=G′+G0，

得所能提起物体的最大物重

G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．

答：

他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛