第十一章功和机械能导学案

第十一章 功和机械能第一节 功学习目标 1、知道做功的两个必要因素。2、解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。3、知道使用任何机械都不能省功。教学重难点 重点 做功的两个必要因素 难点 会用功的公式进行计算 预习作业1自习课本，归纳本节应学习、掌握的知识点；2完成学与测预习导航自主梳理第1、2、3题和思考探索。预习检查：【新课探究】如右图，用细绳拉着木块在水平桌面前进，木块受到几个力的作用？作出它的受力示意图，哪个力对木块的移动作出了贡献？ 在力学中，我们把对木块的移动作出贡献的这个力，说它对物体做了功，这节课我们就来学习有关功的一些知识。【自主学习】：功1让学生自学课本第一、二自然段，完成以下问题：力学主要是研究 的关系。如果一个 作用中物体上，物体在 ，力学里就说这个力做了功。2请学生观察教材图111-2中力做功和111-3中力不做功的实例，分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点？小组内讨论总结。我们的结论是要想做功必须同时具备 和 。【想想议议】1接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在？（1）你把书包举高过程的中是否对书包做功？（2）举在高处停留不动的过程中是否做功？（3）张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离，张明对书包做功了吗？（4）李强同学用脚踢足球，足球在地面上滚动了一段距离，脚对足球做功了吗？（5）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖直方向上受什么力的作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？通过以上几个实例我知道有三种情况不做功：1 2 3 【自主学习】：功的计算1.做功必须有力和距离，那么我们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？指导学生带着问题去阅读教材。在力学中，把 叫做功。力学中的“功”的公式是 “功”的单位是 2.焦耳的物理意义是 。【学以致用】 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3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做的功。（g=10N/Kg）小贴士：在使用公式求功之前，要明确哪个力做功。要搞清力的大小：对于本题来说，要写出拉力等于摩擦力等于多少。要注意单位的统一。2.一质量为2000Kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400m，做了3105J的功，求拉力的大小和重力所做的功。【达标检测】1用10N竖直向上的拉力，使放在水平地面上重为8N的物体竖直向上移动了2米，则拉力做功为_J。2放学后，小明背着重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的书包所做的功为_。3举重运动员在2s的时间内，用1200N的力把杠铃匀举高2m，在这段时间内他对杠铃做的功是_J。若他举起后在空中停留3s，在这3s内对杠铃做的功是_J。4小明体重是500牛，他提着重100牛的水桶在水平地面上前进10米，水桶高度始终不变，小明对水桶做功（ ） A、100牛焦B、0焦C、5000焦D、功的大小无法计算5某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，球在地面上滚动的过程中，手对球所做的功为（ ） A、0JB、200JC、150JD、350J【巩固提升】1一台起重机将重6000牛的建筑材料提起10米后又向前移动了20米，整个过程中哪一段路程上做功了？做了多少功？哪一段路程上未做功？为什么？课堂总结：课后反思 我的收获是： _我的问题是： _第二节 功率学习目标1.能理解功率的概念和意义。 2.会用功率的公式进行简单计算。3，能用对比的方法说出它与机械效率的异同。重点：功率的物理意义和计算难点：对比功率与机械效率的异同。【预习生成】任务一：知识回顾和预习新课（10分钟 7分）1一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上_，力学中就说这个力对物体做了功。2.力学里所说的功包括两个必要因素：一是_；二是物体在_。3力学里规定：功等于_跟物体在力的方向上通过的_的乘积。公式：W=_。4功的单位：_，1J= 1Nm 。5功的原理的内容：使用机械时，人们所做的功，都不会_；即：_。任务二、认真预习课本：学生独立完成。功率表示_的物理量;_叫做功率.计算公式是:_.其中W表示_,单位是_;t表示_,单位是_. P表示_,根据公式写出的功率的单位是_,专用单位是_简称_,符号是_,两个单位之间的关系是_.工程技术上还常用_做单位,1kW=_W.功率是机械的_之一.某物体的功率是1000W,它的物理意义是_.【新知探究】功率的定义（8分钟，8分）1比较两物体做功快慢时的方法。（1）做功时间相同，比较。（2）做功相同，比较。（3）做功不同，所用时间也不同时，则比较。2.仔细阅读课本“想想议议”，思考：女孩和老人爬楼是克服 做功，做功相同吗？俩人相比， 做功多。如果做功相同， 先到达指定的楼层， 做功快。3.类比法：前边我们学过速度，它是表示 的物理量，公式是 。通常我们用什么方法比较物体运动的快慢？（对学交流）4.与速度一样，做功有快有慢，你能给做功的快慢下定义吗？物理学中， 叫做功率，它表示做功快慢的物理量，用符号 表示。功率1物理意义：描述物体做功 的物理量。2定义： 叫功率。3公式： ，4单位：（1）国际单位：瓦特（W）。1W数值意义： 。（2）常用单位：1KW=103W; 1 马力=735W任务三：功率的计算(5分钟。5分)1.功率的计算公式是 ，单位是 ，还有 ，。（计算时，单位要统一哦）2.做功过程中，如果物体在力的作用下做匀速直线运动，根据W=FS和S=Vt，你能不能推导出计算功率的新公式P= .(但它只适用于匀速直线运动的物体)讨论交流，你有什么发现？发动机在一定功率下运行，牵引力F与速度v成 ，要增大牵引力就要 速度；当速度保持一定时，牵引力F与功率P成 ，要增大牵引力就要增大机器的 ；当保持牵引力F不变时，功率P与速度v成 ，要增大速度就要增大机器的 。【达标检测】1下列说法中正确的是( )A 机械做的功越多,它的功率一定大 B 机械做功时间短,它的功率一定大C 机械做功越快,它的功率就越大 D 做相同的功,机械用的时间长,它的功率大2某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为( )A 2400W B 1200W C 20W D 50W3甲乙两台机器,功率之比为2:3,工作时间之比为1:3,则它们所做的功之比为( )A 2:9 B 2:1 C 3:2 D 3:14甲乙两台机械,它们的功率之比是3:1,在相同的时间里,所做的功之比为_,若做相同的功,则所需时间之比是_.5起重机以0.1m/s的速度将重400N的重物匀速提高5m,起重机做功_J,它的功率是_W,合_KW.【巩固提升】1.一同学用1min的时间将质量为5Kg的水桶从离井口5m深处提到井口，后用2min的时间拎着水桶走了10m。问：（1）这个同学在将水桶从井中提起过程中做了多少功？ 这个过程中他做功的功率为多少？（2）这个同学在拎着水桶走的过程中做了多少功？这个过程中他做功的功率为多少？（3）在整个过程中这个同学做功的功率为多少？ 课堂总结：课后反思 我的收获是： _我的问题是： _第三节 动能和势能学习目标1能说出什么是能量，记住能量的单位2能说出什么是动能，能运用实验探究动能的大小与哪些因素有关。3能说出什么是重力势能，能运用实验探究重力势能的大小与哪些因素有关。4能说出什么是弹性势能及影响的因素。【预习生成】（一）能量能与功的关系是：。（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。物理学中把而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有 能。2请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。A、静坐的人；B、足球场上奔跑的运动员；C、炮膛中准备发射的炮弹；思考：影响动能大小的因素有：（三）势能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 的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领能。因此，物体由于叫重力势能。思考：影响重力势能的因素是： 2、物体由于 叫做弹性势能【新知探究】一、探究动能大小与什么因素有关： 学法指导：探究影响摩擦力大小的因素的实验方法是？1如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。猜测：动能的大小可能与_有关。2同样速度行驶的大货车和出租车，假设撞在电线杆上，货车将其撞弯的程度要比出租车严重。猜测：动能的大小可能与_有关小组合作探究：（1）研究动能的大小与质量的关系时，应控制_一定，如何做到？实验结论_（2） 研究动能的大小与速度的关系时，应控制_一定，如何做到？实验结论：物体的动能大小与_、_有关：关系是_、_。做一做，你一定能行：1正在加速行驶的汽车，具有的动能_，因为_在增大。2地面上静止的铅球和正在滚动的乒乓球，_的动能大。二、认识势能自主学习：阅读教材115页势能部分回答下面问题：1什么是弹性势能？影响的因素？ 2.什么是重力势能？举例物体具有重力势能的例子（独立完成后小组交流）二、探究重力势能大小与哪些因素有关：学法指导：上面实验采用的方法是？学生独立思考下面的问题然后小组交流，并猜测重力势能大小与哪些因素有关1举起同样高度的铅球和乒乓球，落到沙地上，铅球砸得深些，谁做的功多？ 猜想：重力势能大小与_有关2同一个铅球被举高1米和2米，落到沙地上，哪次做的功多？猜想：重力势能大小与_有关3研究重力势能的大小与质量的关系时，应控制_一定，如何做到？得出结论：_4研究重力势能的大小与高度的关系时，应控制_一定，如何做到？得出结论：_实验结论：物体的重力势能大小与_、_有关：关系是：_、_【达标检测】1势能分为_、_。2重力势能的大小与物体的_、_有关。同一高度飞行的飞机和飞鸟，_的重力势能大，因为它的_大。3跳伞运动员匀速下落的过程中，动能_，重力势能_。【巩固提升】1空中自由下落的石块速度会逐渐增大，下落过程中，动能_，重力势能_。2小明和妈妈一起去超市购物，乘坐自动扶梯匀速从一楼到二楼，这个过程中，他们的动能_，重力势能_。3关于能的概念，下列说法中正确的是( )A举得高的物体重力势能一定大B悬挂着的物体因为没有做功，所以没有能C在空中飞行的子弹，具有做功的本领，所以具有能D一个物体可同时既具有动能，又具有势能4.2005年10月13日，西昌卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功地将“神州六号”飞船送人太空。在飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空的过程中（）A飞船的势能不断减小，动能不断增大 B飞船的势能不断增大，动能不断减小C飞船的势能和动能都在不断减小 D飞船的势能和动能都在不断增大课堂总结：课后反思 我的收获是： _我的问题是： _第四节 机械能及其转化学习目标（1) 能用实例理解动能和势能的相互转化（2) 能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象（3) 通过自制单摆，进行观察和实验认识动能和势能的转化过程【预习生成】1动能是 ，动能的大小与物体的 和 有关，通过改变 可以改变质量一定的物体的动能。2重力势能是 ，重力势能的大小与物体的 和 有关。重力势能大小的变化由 确定。3弹性势能是 ，弹性势能的大小与 和发生弹性形变的 有关。4将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时的速度最大，此时的动能_。在上升过程中,乒乓球的质量 ，速度_ _，因而动能_，但高度在增加，因而重力势能_。当达到最高点时，乒乓球的速度为_，动能也为_，重力势能达到最大，所以在上升过程中乒乓球的_能转化为_。从最高处下落时，速度越来越_，动能越来越_，由于高度不断减小，所以重力势能也不断_。所以，在下降过程中乒乓球的_能转化为_能。【新知探究】阅读教材P117118页想想议议，完成下列问题。【合作探究一】动能和重力势能的相互转化滚摆实验：在滚摆位于最高点时，它的速度为 、高度 ，此时动能 势能 （填“最大”或“最小”） 在滚摆位于最低点时，它的速度 ，高度 ，此时动能 势能 。（填“最大”或“最小”）在滚摆运动的过程中，下降的过程中动能 势能 。在上升过程中滚摆的动能 ，势能在 。（填“增大”或“减小”）。2人造卫星中的能量转化 人造卫星在近地点时， 能最大， 能最小，在远地点时， 能最大， 能最小，当人造从近地点向远地点运动时， 能减小， 能增大， 能转化为 能。当从远地点向近地点运动时， 能增大， 能减小， 能转化为 能，在运动过程中卫星在不同点的机械能 。（填相同或不同）3单摆把绳的一端拴一个橡皮（或小球），另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。小球的重力势能在_点最大，在_点最小；小球的动能在_点最大，在_点最小，从A到B是 能转化为 能，从B 到C 是 能转化为 能。【结论一】动能是物体运动时具有的能量，重力势能是物体由于被举高而储存的能量，二者可以相互转化。【合作探究二】动能和弹性势能的相互转化1.小球从斜面上滚下的过程中， 能转化为 能，与弹性钢片碰撞的过程中， 能转化为 能。在弹性钢片恢复形变的过程中， 能转化为 能，在小球滚上斜面的过程中， 能转化为 能。若不计摩擦，整个过程中的机械能 。2.篮球下落过程中， 能转化为 能，球发生形变的过程中， 能转化为 能，球恢复形变的过程中， 能转化为 能，球上升过程中 能转化为 能。【结论二】动能和弹性势能也可以相互转化知识点:动能和