湖北省武汉市为明实验学校九年级物理《15.1 功》导学案（无答案）.doc

【学习内容】第十五章 功和机械效率 第1节 功 【学习目标】1. 理解功。说出物理学定义功的意义；会利用功的两个必要因素判断是否做功；会利用功的计算公式进行简单的计算。2. 解释物体在水平地面滑动重力不做功的原因。3. 知道功的原理。通过实验，发现并记住使用任何机械不省功；会进行简单相关计算。【学习重点】1. 会利用功的两个必要因素判断是否做功。2. 会利用功的计算公式进行简单的计算。【学习过程】课前预习学案 温故而知新1. 力 ，表示力的符号一般是 。力的单位是 ，单位符号是 。2. 距离是长度的另一种叫法。因此，距离的主单位是米，符号是 。3. 力的作用效果是：力可以改变 ；力还可以改变 。4. 重力的方向是 ，重力的计算公式是 。 自主学习1. 如果一个力作用在_上，物体在_移动了一段距离，这个力的作用就显示出了_，力学中就说这个力做了功。2. 功的计算公式：_。其中w表示_，它的单位是_；f表示_，它的单位是_；s表示_，它的单位是_。3. 大量事实表明：使用机械时，人们所做的功，都_不用机械时所做的功，也就是 _。这个结论叫做功的原理。课内探究学案一、自主学习，交流预习情况小组交流讨论，解决不了的问题由组长汇总。二、合作探究任务一：什么叫做力学中的功？1. 功的两个必要因素：一个是_，另一个是_。2. 仔细观察课本p104图15.1-1。想想这些做功的实例中，它们的共同点是：（1） ；（2） 。3. 如图是力没有做功的几个实例，甲没有做功的原因是 ，乙没有做功的原因是_。任务二：你会算吗？1. 质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了5000m外的货场. 如果雪撬行进中受到的摩擦力是1000n，求马运货时做的功。（g =10n/kg）2. 用竖直向上的力拉着重50n的物体在竖直方向上匀速运动了2m，求拉力所做的功。（g =10n/kg）3. 用竖直向上，大小为80n的力拉着质量为5kg的物体在竖直方向移动了2m，求拉力所做的功。（g =10n/kg）小结：当物体在力的作用下在竖直方向上运动时，可以认为是这个力克服重力做功，计算做功的大小时可用公式w =fs =_进行计算；当物体在力的作用下沿水平方向上做匀速直线运动时，可以认为是这个力克服摩擦力做功，计算这个力做功的大小时可用公式w =fs =_进行计算。任务三：为什么使用机械时不能省功？1. 思考：有些机械可以省力，例如_、_；有些机械可以省距离，例如_。这些机械是否可以省功呢？2. 实验探究（1）照图那样，利用杠杆提起砝码。将砝码重g =5n、动力（动力即手的拉力，可由计算得出）以及测出的砝码升高的距离h和手移动的距离s，填入下表，算出直接将砝码提高所做的功w1=gh和使用杠杆把它提高h所做的功w2=fs。砝码重g/n砝码提升高度h/m直接用手所做的功w1/j动力f/j手移动的距离s/m使用机械所做的功w2/j杠 杆动滑轮（2）比较上述两个实验中例用机械时所做的功和直接用手所做的功，它们关系是w1_w2。（3）思考：实际的拉力应该_（大于、小于）表格中的数据，原因是对于杠杆来说，拉力f除了要克服重力做功以外还需要克服_和_做功；对于动滑轮来说，还要克服_和_做功。因此实验情况下w1_w2。 3. 拓展训练：使用自重和摩擦可以忽略的动滑轮提起生50n的重物，人对绳做的功是100j，求动滑轮把物体提起的高度。三、全班交流、精讲点拨【本节课你学到了什么？】 课后练习巩固1. 下列几种情况下，没有力对物体做功的是 （） a. 在光滑水平面上匀速运动着的小球b. 某人从山脚跑到了山顶 c. 汽车沿着斜面向上匀速行驶 d. 起重机吊着重物匀速下降2. 在下列哪种情况下，人对手提箱做了功 （） a. 人提着手提箱在地面上站着不动 b. 人提着手提箱顺着楼梯走上楼 c. 人提着手提箱站在沿水平路面行驶的汽车里不动 d. 人将手提箱放在电梯的地板上乘着电梯上3. 汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是 （） a. 汽车的牵引力为零 b. 汽车所受的摩擦力为零 c. 汽车牵引力所做的功为零d. 汽车所受的合力为零 4. 2002年4月，闽粤港澳学界埠际田径比赛在龙岩市体育中心举行。龙岩市选手周兴礼代表福建队在中学男子6kg级铅球项目中打破了13. 70m的纪录，创造了13. 98m的新纪录。若他破纪录的一掷，用力是600n，则他对铅球所做的功是 （） a. 0 b. 838. 8j c. 8388j d. 条件不足，无法求出 5 一起重机的钢索吊着重1000n的物体匀速上升2m后，又沿着水平方向缓慢移动了4m，在整个过程中，起重机的钢索对物体做的功是 （） a. 6000j b. 4000j c. 2000j d. 无法确定 6. 放学后，某同学背着重40n的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为 （） a. 0j b. 400j c. 2000j d. 2400j 7. 林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于 （ ） a. 0. 02j b. o. 2j c. 2j d. 20j8. 如图所示，在水平拉力f作用下，使重40n的物体a匀速移动5m，物体a受到地面的摩擦力为5n，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力f做的功为 （）f2f1a. 50jb. 25jc. 100j d. 200j 9. 如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面ab、ac以相同的速度从底部匀速拉到顶点a，已知abac，施加的力分别为f1、f2，拉力做的功为w1、w2，则下列判断中正确的是 （ ）a. f1f2、w1w2c. f1f2、w1w2d. f1f2、w1=w210. 一个重500n的物体，用拉力f使它沿着长5m，高3m的光滑（摩擦力忽略不计）斜面ab（如图），由a拉上平台b在这过程中：（1）拉力做的功是多少？（2）若在平台bc上用力使物体前进5m，这时重力做的功是多少j？11. 一个人的质量为60kg，人的密度大致与水相近，那么：（1）这个人的体积在约为多少m3？（2）他匀速地从楼梯底端走上顶端，若楼梯长为5m、高为3m，则他需克服自身重力做多少功？12. 重为80n的物体在大小为20n，方向水平向右的拉力f1作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动。当撤去拉力f1，物体静止后，改用方向水平向左，大小为30n的拉力f2使物体向左运动做了450j的功，在力f2作用的过程中，求：（1）物体与地面之间的摩擦力；（2）拉力f2使物体移动的距离。【学习内容】第十五章 功和机械效率 第2节 机械效率（第1课时）【学习目标】1. 理解机械效率。说出机械效率定义及物理意义；识别有用功、额外功和总功；熟记机械的计算公式。2. 会初步计算简单机械的效率，记住机械效率的计算结果以百分数表示。3. 解释机械效率不可能高达100%。【学习重点】识别有用功、额外功和总功；简单计算机械效率。【学习过程】课前预习学案 温故而知新1. 功的两个必要因素是_，_。功的计算公式是：_。克服重力做功也可写成_，克服摩擦力做功也可写成_。2. 任何机械_，原因是_。 自主学习1. 必须要做的功叫做_功，不需要但又不得不做的功叫做_功。总功指的是_和_的总和。2. 用桶从井中打水，对水做的功是_功，对桶做的功是_功，人对绳子所做的功是_功；如果桶掉到水井里，需要从进中将桶捞上来，那么对水做的功是_功，对桶所做的功是_功。3. 有用功跟总功的比值叫_，机械效率的计算公式是_。有用功总是_总功，所以机械效率总是小于_。如果总功是800j，有用功是600j，机械效率就是_。4. 提高机械效率的主要办法是_，使它更_，更_，这样做的好处是可以在有用功一定时，减少_功。课内探究学案一、自主学习，交流预习情况小组交流讨论，解决不了的问题由组长汇总。二、合作探究任务一：你能判断吗？如图，要把重100n的沙子运上三楼，图中画出了三种办法，请通过计算说明：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？方法1：w有1= w总1= 1=方法2：w有2= 方法3：w有3= w总2= w总3= 2= 3=任务二：你会计算吗？起重机把质量为0. 8t的重物匀速提升了5m，而它的电动机所做的功是6104j，起重机的机械效率是多少？解答：物体的重力 g =起重机所做的有用功 w有=起重机的电机所做的功是总功 w总=起重机的机械效率 =任务三：计算斜面和滑轮组的机械效率1. 一个重为10n的物体在4n的拉力下沿斜面从底端拉到顶端，已知斜面长0. 5m高0. 2m，求斜面的机械效率。2. 一个动滑轮，将重为20n的物体提高4m的过程中，拉力的大小为12. 5n，求这个动滑轮的机械效率。归纳小结：1. 利用斜面做功时，有用功就是克服物体的重力所做的功，可以用公式_来计算；总功就是拉力f所做的功，可以用公式_来计算。2. 利用动滑轮来提升物体时，有用功就是克服物体的重力所做的功，可以用公式_来计算；总功就是拉力f所做的功，可以用公式_来计算。三、全班交流、精讲点拨四、课内练习巩固1. 某同学用水桶从进中打水，他对桶所做的功叫_功，对水所做的功叫做_功。若他不小心把桶掉进井里，他在捞桶时桶里带起了一些水，此时他对桶所做的功叫做_功，对水所做的功叫做效外功。2. 有用功与总功的比值叫做机械效率，它反映了_，计算公式是_，由于任何机械本身都存在_，而且任何机械的转动部分都有_，所以使用任何机械时，都不可避免的要做额外功，因此机械效率总是_1（大于、小于、等于）。3. 暖水瓶重5n，内装20n的水，某同学从一楼打水送到二楼，暖水瓶在此过程中升高了3m，这个同学做的有用功是_，总功是_，机械效率是_。4. 用重0. 5n的动滑轮把2n的物体匀速提升0. 4m，不计绳重与摩擦，做的有用功是_j，额外功是_j，机械效率是_。5. 在学校的升旗仪式上，升旗手将重15n的国旗升高10m做了200j的功，则有用功为_j，机械效率是_。6. 斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是 （ ）a. 甲方法不可以省力，但能省功 b. 甲方法可以省力，也能省功 c. 乙方法可以省力，但不能省功 d. 乙方法可以省力，也能省功【本节课你学到了什么？】 课后练习巩固1. 如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500n，滑轮重均为10n，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是 （ ） a. 甲的拉力等于乙的拉力 b. 甲图中的拉力小于乙图中的拉力c. 甲的机械效率小于乙的机械效率 d. 甲的机械效率大于乙的机械效率ffa 第1题图 第2题图 第3题图2. 小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2000，底面积为0. 5m2的物体a向左匀速拉动2 m，物体a受到的摩擦力为600，作用在绳端的拉力为250，则物体a对地面的压强是pa；拉力做的功为_j；该装置的机械效率是。3. （2010泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800n的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800j，则该滑轮组的机械效率是 （） a. 67% b. 73% c. 83% d. 100%4. 下列关于机械效率的说法中，正确的是 （） a. 做功多的机械，机械效率一定高 b. 越省力的机械，机械效率越高c. 使用机械的目的是为了提高机械效率 d. 使用任何机械，它的机械效率都小于15. 某人用滑轮组将重为700n的物体匀速提升0. 2m高，所用拉力为250n，且已知在提升重物过程中的机械效率为80，则拉力所做的功为 （ ） a. 112j b. 150j c. 175j d. 187. 5j6. 一座高达40米的大桥，总长为8350米，其中正桥只有850米，而两侧引桥却长达7500米。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后，他明白了引桥相当于一个斜面。（1）小明用如图所示的斜面进行模拟实脸。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力f越小。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到 （“省力”或“省功”）的作用。 （2）一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥（长3750米），需要的时间为 秒，所做的有用功为 焦。 f7. （2010攀枝花）如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400n的力把重1600n的木箱匀速推到车上，推力对木箱做的功是 j，斜面的机械效率是 。1m 5m第7题图 第8题图 8. （2010重庆）如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184n，动滑轮重6n，桶重10n，绳重和摩擦均不计。则拉力的大小是 n，此时该装置的机械效率是 。 9. 用一个杠杆来提升重物。已知动力臂是阻力臂的3倍，物体重600n，手竖直向下压杠杆的动力是210n，物体被提升20cm。求：（l）手压杠杆下降的高度；（2）人做了多少总功；（3）人做了多少额外功；（4）杠杆的机械效率是多大。【学习内容】第十五章 功和机械能 第2节 机械效率（第2课时）【学习目标】1. 会测量斜面的机械效率。探究斜面的机械效率与哪些因素有关并熟记相关结论；解释使用斜面时额外功形成原因。2. 会测量滑轮组的机械效率。探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关并熟记相关结论；解释使用滑轮组时额外功形成原因。【学习重点】测量斜面的机械效率；测量滑轮组的机械效率。【学习过程】课前预习学案 温故而知新1. 必需要做的功叫_，不需要但又不得不做的功叫做_，有用功和额外功的总和叫做_。机械效率指的是_，机械效率_大于1。2. 利用斜面做功时，计算有用功的公式是_，计算总功的公式是_；利用滑轮组来提升物体时，计算总功的公式是_。 自主学习阅读课本p109探究斜面的机械效率完成下面的问题1. 这个探究实验的目的是：探究_与斜面的机械效率的关系。2. 斜面的机械效率一定与_有关，因为当把物体拉上斜面时，就要克服物体与斜面之间的_而做_功。3. 如果要测量斜面的机械效率，需要测量的物理量有_、_、_、_利用所测的物理量，计算总功的方法是_，计算有用功的方法是_，计算机械效率的方法是_。4. 如果斜面的长是5m高是2m，用4n的沿斜面的拉力将重为10n的物体沿斜面由底端拉到顶端的过程中，所做的有用功是_j，总功是_j，斜面的机械效率是_。课内探究学案一、自主学习，交流预习情况小组交流讨论，解决不了的问题由组长汇总。二、合作探究（学生实验）任务一：探究斜面的机械效率与倾斜程度的关系 甲 乙1. 按图甲组装斜面。2. 分别测量斜面的长s和高h及物体的重力，将数据填入表格中相应的位置。注意：图乙中是一拉动木块的情形，木块移动的距离s = m。3. 用弹簧测力计沿斜面将物体匀速拉到斜面顶端，记录此时的拉力f。思考：为什么一定要拉着物体沿斜面做匀速直线运动？答：_4. 改变斜面的倾斜程度，重复上述实验步骤。将实验数据直入表格中的相应位置。实验次数斜面的倾斜程度物体重量g / n斜面高度h / m沿斜面拉力f / n斜面长s / m机械效率1较缓2较陡3最陡5. 分别计算出三种情况下斜面的机械效率。6. 交流实验数据，找出实验数据偏差较大的原因。7. 分析实验结论：（1）斜面的机械效率与_和_有关，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越_。（2）斜面的倾斜程度越大，所需的拉大越_，说明了斜面越_，斜面越省力。（3）如果要探究斜面的机械效率与物体重力的关系必须要控制_一定。任务二：测量滑轮组的机械效率（教师演示完成实验）1. 如果要测量右图中三个滑轮组的机要效率，我们必需要测量的物理量有_、_、_、_；需要准备的测量器材有_和_。2. 在实验过程中必须要用弹簧测力计拉着绳子_向上运动，原因是_。3. 下表是本次实验记录的部分数据，请同学们将表格中的数据填写完整。实验次数钩码的重力（n）钩码上升的高度（m）测力计示数（n）测力计上升的高度（m）机械效率（%）一2. 00. 101. 00二2. 00. 200. 50三3. 00. 101. 204. 分析实验数据可得出如下结论：（1）在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_；在动滑轮的重相同时，滑轮组所提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_。（2）滑轮组的机械效率与_、_和_有关。5. 想想议议：从理论上分析结论（1）是否成立。6. 思考：如果没有刻度尺是否可以完成测量滑轮组的机械效率的实验？此时计算滑轮组机械效率的公式可以简化成什么？四、课内练习巩固1. 在测定斜面的机械效率的实验中，小明采用了如图所示的装置，正确记录的测量结果如表：小车的重力g /n斜面高度h /m沿斜面拉力f /n斜面长s /m50. 441. 0由列表的数据计算可知：s（1）做的有用功为 j，（2）机械效率为 。h（3）如果要提高这个斜面的机械效率，有哪些方法？2. 如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6n，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。（摩擦不计）（1）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为_n；（2）该滑轮组的机械效率为多大？（3）若钩码的总重增大为8n，该滑轮组的机械效率是多少？【本节课你学到了什么？】 课后练习巩固1. 用完全相同的a、b两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为g1和g2的两物体，若g1g2，它们的机械效率分别为a和b，则 （ ）a. abb. abc. a=bd. 无法判断2. 两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为g 0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为g=5g0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是 （ ）a. 67b. 76 c. 56d. 57甲f2f1乙乙甲 第2题图 第3题图 第4题图3. 同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升物重有关；（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关. 然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是 （）a.（1） b.（2） c.（3） d.（4）4. 如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为w1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为w2，机械效率为2。若不计绳重与摩擦，则 （）a. w1=w2，1=2 b. w1=w2，12c. w1w2，12d. w1w2，125. 某实验小组的同学在探究斜面的机械效率时，他们用弹簧测力计拉着小车沿斜面向上运动，收集了下表中的实验数据：（1）分析上表中的数据得出：当斜面坡度较 时，较省力；（2）分析上表中的数据还可得出：当斜面 时，斜面的机械效率最大；（3）该小组又做了第4次实验：他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别为0. 5m和lm，用弹簧测力计拉着这个小车沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时弹簧测力计的示数为4. 5n，则他们测出斜面的机械效率为 。把第4次与第 次的测量结果相比较，才能得出：当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小。 6. 一个工人用如图所示的滑轮组提起2000n的货物，所用的拉力是600n，绳子自由端被拉下4m。滑轮组的机械效率是多少？ 7. 如右图所示的滑轮组提起重为800n的重物g，已知动滑轮的总重为200 n，若不计绳重及摩擦，求：（1）匀速拉动绳端所用的拉力f为多大？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）若物重增大为100n，滑轮组的机械效率是多少？【学习内容】第十五章 功和机械能 第三节 功率 【学习目标】1. 理解功率。说出功率的定义及其物理意义；熟记公式及其单位；会用功率进行简单的计算。2. 会识别功率与功，指出功率与功的不同点。【学习重点】功率的定义、单位和公式；功率的计算。【学习过程】课前预习学案 温故而知新1. 功的计算公式：_。其中w表示_，它的单位是_；f表示_，它的单位是_；s表示_，它的单位是_。2. 质量为50kg的中学生，他爬上3m高升旗台，他所受重力为 n，克服重力做功 j。（g取10n/kg） 自主学习1. 阅读想想议议，回答下面的问题：（1）不同物体做相同的功，所用的时间越_，做功就越_；不同物体在相同的时间内，做功_的物体，做功就_。（2）图中两人爬相同的楼时，_做的功多，_用的时间短。（3）如果不同物体所做的功不相同，所用的时间也不相同，我们该怎样比较他们的快慢呢？答：_。2. _叫做功率，功率是表示_的物理量。3. 功率的计算公式是_。其中p表示_，它的单位是_；w表示_，它的单位是_；t表示_，它的单位是_。这个公式还可以变形为w=_和t=_。4. 长时间运动的人的功率为_w，优秀运动员知时间的功率可达_w；小轿车的功率大约是_。课内探究学案一、自主学习，交流预习情况小组交流讨论，解决不了的问题由组长汇总。二、合作探究任务一：你会判断吗？判断下列说法的正确与错误，在括号内打上“”或“”。1. 机器做功越多，它的功率就越大（ ）2. 机器的功率越大，说明它做功越快（ ）3. 机器的功率小，说明它的机械效率低（ ）4. 机器的功率越大，说明它越省力（ ）5. 机器的功率越大，说明它在单位时间里所做的功越多（ ）任务二：你会计算吗？例： 在举重比赛中，运动员在3s将重为120kg的杠铃举到了2米高的头顶，运动员举重时的功率是多少？解：杠铃的重力为 g= 举重运动员在3s内所做的功为 w= 举重运动员举重时的功率为 p=练习：1. 一台拖拉机耕地时功率是60kw，10min内匀速前进了以900m。求它在耕地时受到的阻力。2. 一辆汽车，发动机的功率是70kw，半小时内在平直公路上匀速行驶了40km。问：（1）发动机的牵引力做了多少功？（2）发动机的牵引力是多大？（3）汽车行驶过程中，受到路面的摩擦力是多大？（4）若保持功率不变，汽车上坡时应当加速还是减速？归纳：在力学中功率的公式除了p，还可以由此推导出公式p =_。3. 一个水泵在10min内可以将36t水抽到距离水面5m高的地方，求这个水泵抽水时的功率。任务三：你会测量吗？1. 如果要测量人爬楼时的功率需要测量的物理量有_、_、_。（用字母表示）2. 需要的实验器材有_、_、_。3. 计算功率的最终表达式为：_。三、全班交流、精讲点拨四、课内练习巩固1. 起重机的功率是20kw，它在10min内可以做多少功？2. 在水平地面上，用50n的水平拉力拉重为100n的小车，使小车沿水平方向前进3m，所用的时间是5s，则拉力所做的功为 j，重力所做的功为 j，拉力做功的功率为 w。3. 利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力f1和f2分别把质量相等的重物g1和g2提升到相同的高度，则 （）a. 甲滑轮组的机械效率高b. 乙滑轮组的机械效率高c. f2做功的功率大 d. f1、f2做功的功率一样大f2f1g2g1 甲 乙 第3题图 第4题图4. 建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图）。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6103n，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，