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机械能江西 任 玉这部分内容是能量这个一级主题下的一个二级主题，它包含3个三级主题，下面就3个三级主题进行评价水平分层、诠释和例证。评价水平分层（“”表示该标准要求属于评价水平这一层次）评价水平标准要求结果性目标体验性目标了解认识理解会经历反应领悟1.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化2.能用实例说明机械能和其它形式的能的转化3.知道机械功的概念和功率的概念4.能用生活中的实例揭示机械功的含义5.理解机械效率6.了解机械使用的历史发展过程7.认识机械的使用对社会的发展【考点诠释】一、能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化. 能用实例说明机械能和其他形式的能的转化能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化,能用实例说明机械能和其他形式的能的转化.对应的层次“理解”.即能用实例来区分动能和势能，解释其相互转化，以及机械能和其他形式能的转化等等. 图1【例题1】如图1所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？为什么？【分析】苹果从靠近鼻子的A处松手后，由A到B的过程中，苹果的高度逐渐降低，速度加快，即重力势能转化为动能；同理，苹果由B点到C点的过程中动能转化为重力势能。苹果返回由C经B到A的过程中，只是重力势能与动能的相互转化，其机械能没有增加，所以，最后摆起的高度不会高于原来松开的高度，故不会打到鼻子图2【答案】不会打到鼻子。因为苹果拉到一定高度，所具有的重力势能是一定的，在与动能转化的过程中不会增加，故不会打到原来的高度，打到鼻子。【例题2】如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图2所示是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度，请你说明这种设计可以节能的理由。【分析】一般的车站轨道是水平连接的，车进站前，需要刹车减速，车开出时，需要克服摩擦力加速，这样既浪费了能量又多消耗了能量，将站台设计在小坡上，车进站时，让车驶上小坡，将动能转化为重力势能，车速减小了，重力势能增大了；车在出站时，由于下坡，车的重力势能转化为动能，在不需要多消耗能量的情况下，车速加快，减少了因加速消耗的能量。【答案】进站时将动能转化为重力势能“储藏“起来；出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，达到节约能源的目的。二、知道机械功的概念和功率的概念.能用生活中的实例解释机械功的含义.知道机械功的概念和功率的概念,对应的层次“了解”.具体表现是知道做机械功的物理意义、公式及单位.知道机械功率的物理意义、定义式、单位.能计算机械功和功率.能用生活中的实例解释机械功的含义,对应的层次“理解”.图3【例题3】如图3所示为一园林工人用割草机进行割草。园林工人用50N的推力推动重为100N的割草机匀速沿水平方向割草40m远，割完草后，他又将割草机扛着水平走了10m，随后扛着割草机上了8m高的三楼放下，求他对割草机做了多少功？【分析】园林工人割草的全过程可分为：（1）园林工人在水平方向推割草机。（2）扛着割草机水平行走。（3）将割草机搬上三楼，然后再将每个过程中做的功相加，解题过程中要具体分析每个过程是否满足做功的条件。【答案】园林工人推动割草机匀速水平割草40m所做的功：W1Fs50N40m2000J园林工人扛着割草机水平走50m，对割草机的支持力竖直向上，支持力的方向与割草机移动的方向垂直，此过程做功W20。园林工人扛着割草机上8m高的三楼时做功为：W3FhGh100N8m800m。故园林工人对割草机共做功WW1W2W32000J0800J2800J【拓展】（1）判断一个力是否做了功，必须同时满足的两个必要因素，缺一不可。否则就没有做功。例如：运动员把杠铃举在头上不动时，虽然有力但是没有沿这个力的方向移动距离，所以不做功。（2）在下列三种情况下，力对物体没有做功。物体没有受到力的作用，但因为惯性通过了一段距离。也就没有什么力做功。例如：某同学踢足球，足球离开脚飞出了10m远。足球飞出10m远的过程中，人做的功为零。物体受到力作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功，如一辆静止的汽车，一个人用很大的力也推不动它，推力对汽车没有做功，再如上面的举重运动员，也没有对杠铃做功。物体受到了力的作用，同时也运动了一段距离，但在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功，如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但由于提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走的再远，手的提力对水桶也没有做功。三、理解机械效率.理解机械效率,对应的层次“理解”.能理解有用功和额外功,认识机械效率的物理意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识.通过测定某种简单机械的机械效率,加深对效率的理解. 图14-1【例题4】如图4所示，使用滑轮组拖动放在水平地面上的物体A匀速前进5m，若物体重为104N，物体与地面间的摩擦力为200N，机械自身摩檫不计，拉力F=125N，问：（1）拉力做了多少功？额外功是多少？（2）滑轮组的机械效率为多少？【分析】解答此类问题，首先要明确拉力、摩擦力、重力做不做功？做的是什么功？然后了解滑轮组的绕线方式，从而了解在拉力、摩擦力和重力的方向上物体移动的距离，再根据公式求解得出W有用、W额、W总、。 【答案】依题意得：拉力F=125N做的功是总功，物体克服摩擦力f=200N做的功是有用功，物重G=104N因在力的方向上没有通过距离，而不做功。克服摩擦力使物体移动L=5m，拉力拉绳子自由端移动S=25m=10m。（1）拉力做的总功W总=FS=125N10m=1250J，克服摩擦力做的有用功W有用fL=200N5m=1000J额外功W额=W总一W有用=1250J一1000J=250J（2）滑轮组的机械效率= 100%= 100%=80%四、了解机械使用的历史发展过程，认识机械的使用对社会发展的作用.了解机械使用的历史发展过程，对应的层次“了解”. 认识机械的使用对社会发展的作用,具体表现是通过一些机械使用和发展的典型实例,使学生关心科学技术的新进展和新思想,逐步树立科学的世界观的意识.【例题5】用滑轮组和起重机都可搬运砖：（1）观察图5所示你获得的信息有 ； 。（2）这种研究问题的方法叫 。图5（3）举例说明应用这种方法研究问题的例子 。【分析】对于这幅图可以延伸拓展到多方面的问题，试题设置了一个范围，这主要是受考试形式的限制，该题就涉及到了一个机械使用的历史发展过程，通过解决试题可以认识机械的使用对社会的发展起到的进步作用。对于这类试题，我们可以归类于信息处理类，解决这类试题的关键是从图标中获取有用的信息。本题中比较甲、乙两图，发现甲用时间