九年级物理第11章机械功与机械能--学生版

1、第十一章机械功与机械能11.1怎样才叫“做功”一、怎样才叫“做功”1.物理学中规定物体做了机械功,作用在物体上的力,简称做了,使物体在上通过,那么这个力就对二、力对物体做了功吗分析总结一下力学中做功有哪些共同特点?做功的两个必要因素是和.3.在如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是()三、怎样测算功4.在力学中 ,把5.力学中的“功”的公式是6.“功”的单位是;1叫做功 .焦耳的物理意义是.7.一质量为2000 kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400 m,做了3×105 J的功 ,求拉力的大小和重力所做的功.四、机械功原理8.研究表明械是:人们使用机械工作时,省力必然.也就是

2、说 ,使用任何机械能都; 省距离则一定.这个结论叫做;即省力又省距离的机,在历史上被誉为“机械的黄金定律”.1.讨论交流下列几个例子是否有做功的情况存在.(1) 你把书包举高的过程中是否对书包做功?(2) 把书包举在高处停留不动是否做功?(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) 李强同学在练习篮球投篮 ,篮球在空中飞行的那段距离 ,手对篮球做功了吗 ?(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? 该力是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功 ?通过以上几个实例可知有三种情况不做功:a. 有力无距离不做功 (s=0), 即劳

3、而无功 ;b. 没有力不做功 (冰球在光滑的冰面上滑动 )(F=0), 即不劳无功;c.力和物体运动方向垂直时力不做功(s=0), 即劳而无功.2.分小组讨论以下两个题目.(1) 一个重1000 N的车 ,在100 N的水平推力作用下前进50 m .当推力撤掉后,车由于惯性又继续前进了5 m .求 :推力做的功.(2) 某足球运动员在水平方向用25 N 的力 , 将重为 10 N 的球沿水平地面踢出 ,踢出后球在地面上滚了30 m 才停下来 .在球滚动过程中,脚对球所做的功为()A.750 JB .300 JC .450 JD.0 J写出你的判断理由:.归纳总结利用功的计算公式进行计算时应注意

4、哪些问题?3.如图所示 ,在整修寺庙过程中, 甲和尚将一块重400 N 的石头提到2 m 高的庙墙上 ,乙和尚把重 110 N 的瓦片提到6 m高的房檐上 .请帮助老和尚比较甲、乙两个和尚的贡献大小.(选填“甲”或“乙)和”尚的贡献大 , 判断的依据是.4.图示为一园林工人用割草机进行割草的示意图的割草机沿水平方向匀速割草 40 m, 割完草后,园林工人用 50 N 的推力推动重为 100 N ,他将割草机提起水平走了 10 m, 随后又提着割草机上了8 m高的三楼放下, 则他对割草机做了多少功?5.你是如何理解功的原理的?答案在理想情况下,使用任何机械所做的功都等于直接用手所做的功;在实际情

5、况下,由于机械间的摩擦及机械本身的重力等因素的影响,使得用任何机械所做的功都大于直接用手所做的功 .11.2 怎样比较做功的快慢一、比较做功的快慢1.比较物体做功快慢的方法:不同的物体做相同的功,所用的时间越,做功越快;不同的物体做功的时间相同,做功越的物体,做功越快.二、认识功率(1) 功率的物理意义:描述物体做功的物理量.(2) 功率的定义:叫功率.(3) 功率的公式:.(4) 功率的单位 :国际单位 :常用单位 :1 kW=.1 W的意义是W .4.甲机器做功时的功率是5000 W, 它的物理意义是这台机器;乙机器做功时的功率是20000 W, 它的物理意义是这台机器;这两台机器中机器做

6、功更快.5.人平时骑自行车的功率约为 60 80;柴油机的功率为8.82;汽车起重机的功率可达 320.6.用速度的知识迁移出功率的定义、计算和单位,这种方法叫迁移法.像这种定义速度和功率等物理量的方法叫做.7.举重运动员在3 s 内把 1000 N 的杠铃举高了1 .8 m, 他对杠铃做了J 的功 ,他的功率是W.8.根据例题的解题过程,尝试解答以下问题.叉车将质量为200 kg 的货物在10 s 时间内匀速提高2 m( g 取 10 N/kg) .求:(1) 货物的重力 ;(2) 叉车对货物做功的功率 .推导功率的另外一个公式 : P=.一辆小轿车以 10 m/s 的速度匀速通过一条隧道,

7、若该小轿车发动机的牵引力为6000 N, 则 :(1) 小轿车发动机的功率为多少?(2)5 s 内发动机所做的功为多少?3.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 ()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,即可比较功率的大小爬杆后 ,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B. C. D. 4.一列质量为 1 ×10 3 t 的火车 ,以 180 km/h 的速度在平直轨道上匀速行驶 , 整列火车受到的阻力是 9&

8、#215;103 N.则:(1) 火车的牵引力多大 ?(2) 火车行驶 1 min 时间内 ,重力做了多少功 ? 机车牵引力做了多少功 ?牵引力的功率多大 ?11.3如何提高机械效率第1课时一、什么是有用功与额外功1.观察课本活动1 中的 a 图 ,回答以下问题:(1) 在利用滑轮组把重物向上提的过程中,对哪些物体做了功?(2) 有目的且有需要的功是对什么做功?(3) 不需要但又不得不做的功是什么?2.人们需要的、有价值的功,叫做;对人们既无利用价值而又不得不做的功,叫做,有用功加额外功是总共做的功,即动力对机械做的功叫做.3.用水桶从井中提水时,对桶做的是功 ,对水做的是功 ;如果不慎把桶掉

9、到井里了,从井中把桶捞上来时,对桶做的是功 ,对水做的是功 .4.W 总=,由于 W 额外0, 因此总功必定有用功 .二、什么是机械效率5.(1) 使用任何机械都不可避免地要做额外功,而我们希望所做的额外功越越好 ,即有用功占总功的比例越越好 ,这就是我们所说的.(2) 分析可知跟的比值叫机械效率 .即 = 有用 ×100%(字母表达式 ),总6.你认为机械效率有单位吗?为什么 ?7.有没有效率等于100% 的机械 ?为什么 ?8.一台起重机将重3600 N 的货物提高4 m .如果所做的额外功是9600 J,则起重机做的有用功是多少 ?总功是多少 ? 机械效率是多少?2.用如图所示

10、的滑轮组提升重为 600 N 的重物 ,动滑轮重 20 N, 则拉力要多大 ?( 摩擦及绳的重力不计 )要使重物上升 2 m, 绳子自由端需拉过几米 ? 拉力所做的功是多少焦 ?提升重物所做的功是多少焦 ? 提升动滑轮所做的功是多少焦 ?3.现在地震时有发生, 于是人们开始重视加固维修房屋假如该工人通过滑轮把50 kg 的水泥缓缓提升4 m,工地上常常可以看到如图所示的场景到房顶 ,所用拉力约300 N .该机械的效率.约为.4.云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应政府号召积极打井抗旱救灾.他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10 m深的水抽到地面.若抽水机每小时抽水7 .2 

11、5;10 5 kg, 机械效率为 50% .则 :(g= 10 N/kg)(1) 抽水机所做的有用功是多少?(2) 抽水机所做的总功是多少?5.根据有用功、额外功和总功的关系以及机械效率,小组内交流讨论写出使用滑轮组提升重物时这三种功的计算方法.11.3如何提高机械效率第2课时一、测算滑轮组的机械效率2 资料表明 ,起重机的机械效率是40% 50%,滑轮组的机械效率是50% 70%, 抽水机的机械效率是60% 80%.二、提高滑轮组的机械效率3.联系实际说说提高机械效率的有效办法有哪些?(1) 减小是提高机械效率的有效办法.如 :(2) 在力所能及的情况下,尽量增大也可以提高机械效率,如4.提

12、高机械效率的主要办法是改进机械结构,使它更合理、更轻巧保养 ,定时润滑,使机械处于良好的运转状态.;另外在使用中要经常.2 .如图所示 ,工人利用动滑轮在10 s 内将重为 100 N 的重物 (包括桶 )沿竖直方向匀速向上提升了5 m .若该动滑轮重10 N, 忽略绳与滑轮之间的摩擦,不计空气阻力 ,则下列说法中正确的是(A .提升过程中 ,绳的拉力 F 做了 500 J 的功B .提升过程中 ,绳的拉力 F 做了 550 J 的功C.提升过程中 ,绳的拉力F 做的功率是50 WD.该滑轮装置的机械效率是100%3 .如图所示 ,斜面长 5 m, 高 1 m, 工人沿斜面方向用400 N 的

13、力把重 1600 N 的木箱匀速推到车上 ,则推力对木箱做的功是J,斜面的机械效率是.4.工人要把桶装货物搬上汽车,采取了如图所示的装置,用绳子绕过圆桶利用斜面把货物拉上车厢 .若整个装置的机械效率为 80%, 在 2 min 内分别把 4 个重 1500 N 的圆桶沿 3 m 长的斜面拉上 1 .5 m 高的车厢 .则:(1) 工人做的有用功是多少 ?(2) 在圆桶沿斜面匀速向上运动的过程中人用的拉力是多大?(3) 你认为把“绳子绕过圆桶向上拉”这样做的道理是什么 ?(4) 如果还想省力 ,请你提出一条改进措施 .(5) 斜面在生活中还有哪些应用 ?.11.4认识动能和势能一、什么是能1.我

14、们在日常生活中经常提到“能” ,你能说出几个有关“能”的词吗 ?如 :热能、电能、能源开发等.“能”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 ,比如 :电流能做功 ,说明具有电能 .因此 ,我们认为一个物体能够做功,它就具有能 .2.能的单位就是功的单位 ,在国际单位制中 ,功的单位是焦 (J), 能的单位也是焦(J) .二、动能的大小跟哪些因素有关3.湍急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.这些物体都能做功 ,它们都具有能 .它们的能量是由于运动 才具有的 .水由于 运动 、子弹由于运动

15、 、空气由于运动 而具有能 .物理学中把物体由于运动而具有的能叫做动能.一切运动的物体都具有动 能 .4.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 ;D .从飞机上投出的炸弹;E.被电风扇吹动的空气.具有动能的是;理由是.5.质量相同的物体 ,运动的速度越大 ,它的动能越大 ;运动速度相同的物体 ,质量越大 ,它的动能也越大 .三、势能的大小跟哪些因素有关6.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运动了一段距离,所以举高的重锤可以做功,从而将木桩打入地里

16、一个重锤如果静止地压在木桩上是做功的 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.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 .我们把物体由于叫重力势能 .7.质量相同的物体,被举得越, 它的重力势能越大;同高度的物体 ,越大 ,重力势能越大.8.物体由于而具有的能叫做弹性势能.弹性势能与物体的弹性形变量有关量越,弹性势能越大 .四、机械能的转化被举相,弹性形变9 如图所示 ,比较小球在A、B、C处的势能和动能情况(A、B分别在左右最高.点 ,C在中间最低点 ), 可得出结论 :物体具有的动能与势能是可以相互的

17、.10 .有摩擦等阻力时,在动能和势能的相互转化中,机械能会不断.机械能跟其他形式的能之间可以.1.一个物体具有能量,它一定做功吗 ?.小结 :能与功的关系是2.探究影响动能大小的因素.(1) 如图甲所示 ,让两个质量相同的钢球从斜面上不同的高度(hA>hB)滚到水平面上 , 小球推动纸盒运动 ,会发现(选填“A”或B“”)球把纸盒推开的距离远,说明 A 球具有的能量(选填“大”或“小).”(2) 如图乙所示 ,将两个质量不同的钢球 (mC>mD) 从斜面上相同的高度滚到水平面上,并推动纸盒做功 ,会发现球将纸盒推开得更远,说明球具有的能量大.写出你的探究结论:小球的质量相同时,小球的位置越,滚到水平面上时速度越,具有的动能也越,纸盒被推开的距离越远 ;高度相同时 ,小球滚到水平面上时速度,小球的质量越,具有的动能越,纸盒被推开的距离越远.这说明 ,