(人教)九年级物理第十五至十七章教案.doc

第十五章 功和机械能一、单元复习目的1、知识与技能目标： （1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。（2）知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率. （3）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。（4）知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。2、过程与方法目标：（1）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的原理和功率的概念。（2）培养学生的观察能力。3、情感、态度与价值观目标：（1）培养学生严谨的科学态度。（2）培养学生的科学世界观。二、复习的重点和难点重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。三、知识梳理 m 机 动能 V 重力势能 m械 势能 h 弹性势能形变程度能 转化：动能 势能 四、教学课时：三课时第一课时一、基础练习1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 公式：W=FS3、功率：单位时间内所做的功，它是表示物体做功快慢的物理量。公式P=W/t 二、复习内容1、功：（1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。（2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。（3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS（4）功的单位：焦耳，1J= 1Nm 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。（5）应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的单位“焦”（牛米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。2、功的原理：（1）内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。力的大小（F）移动距离（s）做功多少（W）手提升GGhGh动滑轮提升GG/22hGh结论1、W=Fs ；2、使用任何机械都不能省功（2）说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）（3）应用：斜面理想斜面：斜面光滑 理想斜面遵从功的原理；理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。3、功率：（1）定义：单位时间里完成的功PWt=（2）物理意义：表示做功快慢的物理量。（3）公式： = Fv根据功率的导出式：PFv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。（4）单位：主单位 W 常用单位 kW 、mW 、马力换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J （5）比较功率大小方法 a、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。 b、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大三、复习过程例1：(06北京)如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是 例2：. (06广州)下列关于力做功的说法，正确的是 A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功压把螺旋钻头压把 C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 D过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功例3：（06黄岗）如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞， 再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了，压把相当于。王哲在5s内将瓶塞拔出，若瓶塞长5，瓶塞受到的平均阻力为200N，则王哲克服瓶塞阻力做了J功，其做功的功率为W。例4 (06泰州)你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗？小文同学对此进行了研究她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100m，有关测量数据如下表（表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离）：质量m/kg步距S/m腿长l/m时间t/s50050065100（1）小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米？（2）小文行走100m需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？（3）通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素会影响人的锻炼效果？例5 （06昆明）请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。（1）已提供的器材是秒表和皮尺，还需要的器材是_；（2）实验需要测量的物理量是_、_和_。（3）请写出比较两位同学做功快慢的方法。四、堂上练习1、（06无锡）下列过程中，人对物体做功的是 ( )2、06荷泽）下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）A 功率大的机械，做功一定多 B做功快的机械，功率一定大B 效率高的机械，功率一定大 D做功多的机械，效率一定高3、（06攀枝花）以下几种情况中，力对物体做功的有( B ) A人用力提杠铃，没有提起来 B沿着斜面把汽油桶推上车厢 C用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变D物体在光滑水平面上匀速前进二米4、图4是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为_牛，绳子对重物所做的功为_焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为_瓦。5、（06广东）一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：（1）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。6、(06韶关)如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，书包带与小明的肩部接触的总面积为300cm2求：(1)书包带对小明肩部的压强.(2)小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功(3)此过程小明用了20s他做功的功率是多少五、教学反思第二课时一、基础练习1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功；公式：W额= W总W有用3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功；公式：W总=W有用W额=FSW有用W总 =4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 二、复习内容1、机械效率：（1）有用功： 定义：对人们有用的功。 公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用= Gh（2）额外功： 定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=f L（3）总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL（4）机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。W有用W总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面：定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表 示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。W有用W总 =GhFS=（5）机械效率的测量： 原 理：应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。2、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。三、复习过程例1：（06南宁）图16是工厂车间里用来吊运物体的天车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的物体匀速吊起若在1min内，货物从地面被提升到6m高处，求：（1）钢丝绳提升货物时所做的有用功和有用功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可） 例2：（06吉林）如图6所示，将体积为2.l-3m3的松木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N松木块沿斜面移动lm，上升的高度为30cm求：(1)松木块的重力(2)斜面的机械效率(g=10Nkg 木=0.5lO3kgm3。)例3：（06南昌）瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图19所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N求：(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?(3)该滑轮组的机械效率是多少?(4)随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找 出这些机械设备效率的共同特点例4 （06湖州）在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮 组将质量为08千克的国旗缓缓匀速升高15米，如图所示。问：(1)小强匀速拉绳的力为多少?(2)此过程巾，小强对旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的时间，则小强做功的功率为多大?(不计滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略不汁，取g=10牛千克)例5 （06长沙）如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A；三条粗糙程度不同的长木板B；三个高度不同的长方体铁块C；刻度尺。（1）实验还需补充的器材有_；（2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据。测量次数斜面粗糙程度物重G(N)斜面高h(m)沿斜面的拉力F(N)斜面长L(m)有用功W有(J)总功W总(J)机械效率1较粗糙1.50.10.60.40.150.2462.52较粗糙30.11.20.40.30.4862.53较粗糙60.12.40.40.60.9662.5通过分析数据，你可以得出结论：_；（3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重6N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N，则此时斜面的机械效率是_；（4）斜面的机械效率可能与斜面的_有关。（只填一个因素）例6 （06山东）小军和小民在用图12所示的实验装置完成了“测定滑轮组的机械效率”的实验后，想：在所用滑轮组一定的情况下，它的机械效率与哪些因素有关呢？两人根据各自的生活经验和所学知识提出了多种猜想，经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见，最后形成了以下两个猜想：猜想1 可能与提升的速度大小有关；猜想2 可能与被提升的物体重有关。小军和小民用图12所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究，得到的实验数据记录如下表。小军的实验记录小民的实验记录 物理量控制因素钩码重/N绳端拉力/N机械效率 物理量控制因素钩码重/N绳端拉力/N机械效率较小提升速度104.279.4%大致相同的提升速度104.279.4%中等提升速度104.279.4%156.083.3%较大提升速度104.279.4%207.5（1）请帮助小民完成表中的一项计算；（2）分析小军和小民的实验数据，得到的实验结论是：在滑轮组一定的情况下，它的机械效率与有关；它们的关系是：。 四、堂上练习1、（06攀枝花）如图14所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 103N，电动机的额定电流为 4A，电阻为20；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N， l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？2、(06广州)用如图7的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500N，用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m，此过程有用功为J，总功为J，滑轮组的机械效率为3、(06兰州)利用如图3所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为 ( ) A40 B50 C80 D1004、（06烟台）在不计绳重和摩擦的情况下，利用图4所示的甲、乙两 装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用甲、 乙 表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功。A甲乙，W甲W乙B甲乙，W甲W乙C甲乙，W甲W乙D甲乙，W甲w乙五、教学反思第三课时一、基础练习1、动能是物体运动而具有的能，动能的大小决定物体的质量和速度。2、势能是由于物体被举高或发生弹性形变而具有的能。重力势能的大小由物重和高度决定。弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小等因素有关。3、机械能是动能和势能的总称。4、动能和势能可以相互转化，一个物体如果只有动能和势能的相互转化，在转化过程中动能和势能的大小都会改变，但总机械能不变。实际上动能和势能在转化过程中会有一部分能量转化成其它形式的能，虽然总的能量仍然守恒，但机械能减少了。二、复习内容1、动能和势能（1）能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量。决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高，势能就越大弹性势能定义：发生形变的物体具有的能量。决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大（2）知识结构：（1） 探究决定动能大小的因素： 猜想：动能大小与物体质量和速度有关； 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量； ？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。（4）机械能：动能和势能统称为机械能。理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。动能转化转化势能弹性势能重力势能2、动能和势能的转化（1）知识结构：（2）动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；（3）动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。（4）动能与势能转化问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。三、复习过程例1：下表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：物体质量m/kg速度v/(m.s-1)动能E/J牛约600约0.5约75中学生约50约6约900分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大例2：江苏省宿迁市2006 超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的A动能减小，势能增大，机械能不变B动能增大，势能增大，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，机械能不变例3：广州市2006用绳子把一个铁锁悬挂起来把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动 （l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？ （2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。例4 宁波市2006每次铅球项目测试，小明同学的成绩总是不理想。他想影响铅球掷得远近的因素到底有哪些呢？为此他以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究：（1）熟悉手枪结构：玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时，将子弹射出，弹簧的 能转化成子弹的动能。（2）探究过程：提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。设计实验，记录数据：他把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出时的速度相同改变枪管与水平面夹角，用同一颗子弹做了五次试验，记录数据如下：分析数据，得出结论：在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在 度左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远。交流和评价：第二天，小明与同桌交流探究成果，同桌认为小明对子弹射程与水平夹角B的探究还可进一步完善。同桌的话启发小明对实验方案进行改进，获得了更准确的结论。小明所作的改进是 （3）完成上述探究后，小明想到影响子弹射程的因素可能还有许多，又提出一个合理的假设。你认为他的假设是： 。小明开始了新的探究四、堂上练习1、（海淀区2006）跳伞运动员在“中华第一高楼”-上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345m的高度跳下，在下落过程中运动员的重力势能 (选填“增大”“不变” 或“减小”) ，若以_为参照物，运动员是静止的助跑撑杆起跳越横杆2、江西省2006 初三（1）班八荣八耻宣传栏中记述着：“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，一位老太太被抛下的西瓜皮砸伤”，被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是 A重力势能 B动能 C重力 D密度3、2006年杭州市 下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：.助跑阶段，运动员消耗体内的化学能_ (选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。.撑杆起跳阶段，运动员的_能增加。.运动员越过横杆后，运动员将_能转化_能。4、浙江省绍兴市2006 在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：物体高度，物体质量大小，物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素进行验证他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示。（1）该同学依据判断重力势能的大小 ；（2）本实验的结论是 ；（3）若想对因素进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是 。5、如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项主要任务，图3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。请说明这种设计可以节能的理由。五、教学反思人教版15.2 机械效率教学设计 教材分析：本节课程主要阐述了有用功的定义、什么是额外功，以及机械效率的计算方法，给出了机械效率的计算公式。教学目标： 1知识与技能 知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系 能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因 会利用公式W有W总进行有关计算 2过程与方法 经历测量斜面的机械效率的过程通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案 3情感、态度与价值观目标 关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意 识通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神教学重点与难点：重点：能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式W有W总进行有关计算难点：会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法教学器材：弹簧秤、动滑轮教学课时：1时教学过程：FG引入新课一复习提问 1什么是功？ 2如图所示的动滑轮提升重5NFG的物体，求动力F= 。 二新课教学1有用功、额外功和总功（1）演示实验用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s。以下边讲边板书：“实验数值G5牛，h0.5米，F3牛，s1米。弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动Fs3牛1米3焦，提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻Gh5牛0.5米2.5焦”（2）提问：由实验可以看到W动W阻，这是为什么？学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。（3）总结并边讲边板书在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。问：本实验中的有用功是多少？答：W有Gh5牛0.5米2.5焦。本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。板书：“3总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功”问：本实验中总功W总？答：W总FsF2h3牛1米3焦。问：本实验中做的额外功是多少？答：W额外W总W有用3焦2.5焦0.5焦。2机械效率问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？学生演算，答出计算过程和结果。答：83.3。教师小结并板书：“4机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率”有用功总小于总功，所以机械效率总小于1”教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30做的是额外功。3提高机械效率阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。三小结及测试。四布置作业。小 结：本节主要学习了： 1、有用功的定义2、什么是额外功3、机械效率的计算方法板书设计：第二节 机械效率1有用功的定义：对人们有用的功叫有用功。W有 =Gh 2额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总- W有 3总功：有用功和额外功之和。W总=FS4机械效率：有用功跟总功之比。，计算本实验。5了解一些常见机械的效率。教学后记：本节的重点在机械效率的计算，而要正确计算机械效率就必须掌握什么是有用功、什么是额外功，只要将这两项掌握，机械效率的计算就不成问题。人教版15.3功率教案(附达标练习) 教学目的：通过日常生活中的实例和生产中的实际，在讨论中使学生能理解功率的概念。 学会使用功率的基本公式，一解答简单的物理习题。 教学方法：讨论法。 教学内容 引言：在日常生活中和在生产实际中，不仅要考虑机械效率，还有一个重要的概念，对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个物理量。 我们要通过几个典型问题的讨论，理解它，认识它的重要性。 【例1】 建筑工地上需要将1000块砖送到15米高的楼上。 方法如下： 1人用筐将砖运送到楼上。2人用滑轮将砖运送到楼上。3使用起重机将砖运送到楼上。 提问：以上三种方法，除了机械效率不同外还有什么不同。（待学生思考不必要求立即回答）。 【例2】 一个人用通常的步伐走上三楼，或以快速地跑到三楼上。 提问：两种方法所做的功的情况有何不同。（要求同上题，先认真去思考，不必急于作答。） 【例3】 有一个重型的机器，需要推至距100米远的厂房内。 方法有三： 1工人们用推力推到厂房内。 2工人们用车推到厂房内。 3用马车拉到厂房内。 提问：三种方法完成此功有何不同。 对比上述三例，当人们完成一定的功时，存在着一个具体的实际问题是什么？ 启发同学得出答案： 物体做功有快、有慢。 在例1中起重机做功快。 例2中人跑到三楼做功快。 例3中用马车做功快。 物理学里用功率来表示物体做功的快慢，板书：因此，单位时间里完成的功，叫做功率。 根据定义可得出： 板书：各物理量的国际单位，写在公式中。 1瓦特1焦耳/秒，1千瓦1000瓦，1兆瓦106瓦特。 指出：功率是机器的主要技术性能之一。 功率小，做功慢，耗能少。 功率大，做功快，耗能多。 【例题】 高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池，要用一台离心式水泵抽水给蓄水池，1小时能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少千瓦？ 已知：h30米，V50米3， t1小时3600秒， 求：P 解：分析，根据已知条件 mV。 m1103千克/米350米35104千克 所以G5105牛顿。 WGh 5105牛顿30米15106焦耳。 答：这台水泵的功率至少是4.2千瓦。 指出：根据已知条件和所求的物理量的基本公式，知道水泵是克服水重而做功，故在题内首先根据水的质量求出水重，这样再代入功率的基本公式中求功率。 为什么题目最后所求的是“功率至少是”多少千瓦？为什么不求等于多少或者求最大是多少千瓦。 这是因为在实际中水泵有轴功率和配套功率的区别，轴功率是指单独水泵本身所能完成的功率，如果按题内所求功率，只能满足轴功率，那么水泵是无法工作的，因为水泵必须同其它机器配合使用才能工作，所以配套功率是要大于轴功率的，这是否是功率越大越好呢？不是的，因为功率越大，必定耗电或耗油多，是不符合经济效益的。 作业习题1、2、3。【习题演练】1物体在_叫功率，它是反应物体_的物理量，国际单位制中的单位是_。某机器的功率为5 W，其物理意义是_。2两台机器的功率之比为32，它们做同样的功所需要的时间之比为_；在相同的时间里，做功之比为_。3举重运动员在3 s内把1500 N的杠铃举高到1.8 m，他对杠铃做了_J的功，功率是_W，若举在空中停了3 s，则这个过程做了_J的功，功率是_W。4如图1所示，重为100 N的物体在F的作用下以12 m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时，弹簧秤的示数为4 N，则拉力F=_，功率是_W。 图15质量为40 kg的物体，在光滑的水平面上做匀速直线运动，在5 s内通过的距离为10 m，那么外力对物体做的功为_J，功率是_W。6甲、乙两人各把200块砖从一楼搬到四楼，甲、乙需要的时间之比为23，则甲、乙两人对砖做的功之比W甲W乙=_，功率之比P甲P乙=_。7关于功率的概念正确的说法是 A.功率越大，越省力B.功率越大，表示做功越快C.功率越大，做功越多D.功率越大，表示做功所用的时间越短 8下面说法中正确的是 A.功率跟时间成正比，所以只要时间短，功率就大B.从P=可知，功率的大小跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大C.功率大的机械比功率小的机械做的功多D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率就比乙的功率大9甲、乙两台机器的功率之比为43，它们工作时间之比为13，它们所做的功之比W甲W乙为 A.29B.21 C.49D.3210甲、乙两物体质量相等，用外力使甲物体以速度v1匀速上升6 m，外力做功W1，功率为P1，用外力使乙物体以速度v2匀速上升6 m，外力做功W2，功率为P2，已知v1v2，则 A.W1=W2 P1=P2 B.W1W2 P1=P2C.W1=W2 P1P2 D.W1W2 P1P211如图2所示，在绳子自由端用20 N的拉力把重为80 N的物体匀速提高8 m时，拉力所做的功是多少？若重物匀速上升的速度是2 m/s，则拉力的功率是多少？图212一辆汽车装满货物共重4.9104 N，在平直公路上匀速行驶，在10 min内前进了6 km，这时发动机的功率为6.615104 W，求：（1）这段时间内汽车的牵引力做了多少功？（2）汽车所受重力做了多少功？（3）汽车所受的阻力是多少？13甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升，所得实验数据如下表同学铁块重力G/N升高高度h/m时间t/s甲21.52乙414丙50.55(1)根据上表可知，做功最多的是_同学，做功最快的是_同学。(2)为了表示做功的快慢，他们在表中增加了最后一列（空栏）项目，这个项目的含义是_，为此物理学中引入一个物理量叫_。参考答案：1单位时间内完成的功 做功快慢 W 机器在1 s内做了5 J的功223，32 32700，900，0，0 42 N，48 50，0 611，32 7B 8D 9C 10C 11640 J，160 W 123.969107 J，0，6.615103 N13（1）乙，甲 （2）物体在单位时间内完成的功，功率人教版15.4 动能和势能新课标教学设计教学目的1理解动能和重力势能的初步概念。2知道什么是弹性势能。3理解机械能的初步概念。4培养学生的抽象思维能力。教学重点理解动能和重力势能。教学难点能的概念的建立。教具钢球、斜槽轨道、小木块、砝码、弹簧。教学过程（一）引入我们在日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。电流能做功，具有电能；燃料燃烧放热可以做功，有热能。自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式动能和势能。（二）动能1什么样的物体具有动能？急流的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于物体运动才具有的。水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能。物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。2请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。静坐的人，足球场上奔跑的运动员，炮膛中准备发射的炮弹，从飞机上投出的炸弹，被电风扇吹动的空气。（学生回答）。奔跑的运动员，飞机投出的炸弹，被吹动的空气具有动能。原因是运动员、炸弹和空气是运动的。而静坐的人和炮膛中等待发射的炮弹是静止的，所以不具有动能。3动能的大小或多少跟哪些因素有关。物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能的大小。（教师演示、学生观察实验）第一次，我们使小钢球从某一高度由静止开始滚下。注意木块被推的距离。第二次，我们换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离。很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多。说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大。提问，这个实验说明了什么？（学生回答）这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。我们用同一个钢球再做两次实验。（教师演示，学生观察）第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。很显然，钢球从更高的位置滚下来，到达平面上时具有更大的速度，木块被推的更远。提问，这个实验说明了什么？（学生回答）这个实验说明同一个物体速度越大，动能越大。通过以上实验可知，物体的质量越大，速度越大，动能就越大。4课堂练习。(1)一辆汽车加速运动，它的动能_。(2)火车进站时做减速运动，它的动能_，停止后，它的动能=_。(3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能_。（三）势能运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。1什么样的物体具有重力势能？人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被举高的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领能。一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下时就可以做功，把水车冲得转起来。被举高的物体具有的能叫重力势能。2重力势能的大小跟哪些因素有关。请大家判断下列物体的重力势能的大小。(1)打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？（学生回答）(2)同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？（学生回答）通过以上的两个例子说明大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。3什么样的物体具有弹性势能？大家看一个实验。（教师边演示，边讲授）这是一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，也没有重力势能。可是大家想象，弹簧能不能做功？能！放开手，砝码被弹簧举起来。可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。4物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。5重力势能和弹性势能都叫做势能。（四）机械能1提问：飞行中的飞机具有什么能？（学生回答）飞机是运动的，它具有动能。飞机从地面飞上高空，所以具有重力势能。很多物体可以既有动能又有势能。动能和势能统称机械能。2一个物体能够做的功越多，表示它的能量