第十一章 功和机械能复习教案

1、第十一讲：功和机械能适用学科初中物理适用年级初三适用区域人教版课时时长分钟120知识点1、 功 2、 功率3、 动能和势能 4、机械能及其转化教学目标一、知识与技能1、结合实例知道机械功的概念；能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。2、理解功率的概念 ,结合实际理解功率的概念；了解功率在实际中的应用。3、知道使用任何机械都不能省功。4、通过实例理解动能、势能的概念。5、能用实例理解动能和势能的相互转化。6、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。二、过程与方法1通过观察和实验、理解做功和做功的快慢 ,掌握功和功率的计算公式。2通过实验探究 ,总结归纳出影响动能和重力

2、势能的条件 ,培养初步的分析概括能力 ,收集信息和处理信息的能力。3在对实例的调研、分析中理解动能和势能的转化 ,理解机械能守恒的条件。三、情感态度与价值观1使学生感受到功和机械能在生活中有广泛的应用 ,提高探究的乐趣。2运用学过的科学知识解释生活中的功和机械能 ,进一步感受到生活和科学的关系。教学重点功和功率的计算教学难点影响动能和重力势能的因素、功率变形公式的应用教学过程1、 复习预习本章我们着重学习了有关功的知识 ,知道三种常见的不做功情景 ,并引出功率的概念来表示做功的快慢。重点在于培养我们具有对科学的求知欲 ,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理 ,并将科学技术应用于日常生活、社

3、会实践的意识。本章的另一个重点是机械能及其相互转化 ,通过实验 ,了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。表达了物理是以实验为根底的根底自然科学。二、知识讲解课程引入：观察下面的图片 ,提问：你能从这些图片中你能发现什么？生活中我们会说有功无功。那么物理上的功到底是什么呢？考点/易错点1、功1、功：(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上 ,物体在这个力的方向移动了一段距离 ,这个力的作用就显示出成效 ,力学里就说这个力做了功。(2)功的两个因素：一个是作用在物体上的力 ,另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。两因素缺一不可。(3)不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力

4、；有力有距离 ,但是力垂直距离。2、功的计算：(1)计算公式：物理学中 ,功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs。(2)符号的意义及单位：W表示功 ,单位是焦耳(J) ,1J=1Nm；F表示力 ,单位是牛顿(N)；s表示距离 ,单位是米(m)。(3)计算时应注意的事项：分清是哪个力对物体做功 ,即明确公式中的F。公式中的“s是在力F的方向上通过的距离 ,必须与“F对应。F、s的单位分别是N、m ,得出的功的单位才是J。考点/易错点2、功率1、功率的概念：功率是表示物体做功快慢的物理量。2、功率(1)定义：功与做功所用的时间叫做功率 ,用符号“P表示。单位是瓦特W常用单位还有kW。1

5、kW=103W。(2)公式：P=W/t。式中P表示功率 ,单位是瓦特；W表示功 ,单位是焦耳；t表示时间 ,单位是秒。考点/易错点3、动能和势能1、能量1物体能够对外做功 ,表示这个物体具有能量 ,简称能。2单位：焦耳J2、动能：(1)定义：物体由于运动而具有的能 ,叫做功能。(2)影响动能大小的因素：物体的质量；物体运动的速度。物体的质量越大 ,运动速度越大 ,物体具有的动能就越大。3、重力势能：(1)定义：物体由于被举高而具有的能 ,叫做重力势能。(2)影响重力势能大小的因素：物体的质量；物体被举高的高度。物体的质量越大 ,被举得越高 ,具有的重力势能就越大。4、弹性势能：(1)定义：物体

6、由于发生弹性形变而具有的能 ,叫做弹性势能。(2)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大 ,具有的弹性势能就越大。考点/易错点4、机械能及其转化1、机械能(1)定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。(2)单位：J。2、动能和势能的转化(1)在一定的条件下 ,动能和势能可以互相转化。(2)如果只有动能和势能香菇转化 ,尽管动能、势能的大小会变化 ,但是机械能的总和不变 ,或者说机械能是守恒的。(3)在分析动能和势能转化的实例时 ,首先要明确研究对象是在哪一个过程中 ,再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况 ,从而确定能的变化

7、和转化情况。3、水能和风能的利用(1)从能量的角度来看 ,自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水轮转动 ,用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动航行。到19世纪 ,人类开始利用水能发电。(2)修筑拦河坝来提高上游的水位 ,一定量的水 ,上、下水位差越大 ,水的重力势能越大 ,能发出的电就越多。风能也可以用来发电 ,风吹动风车可以带动发电机发电。4.人造地球卫星(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行 ,所以存在动能和势能。(2)卫星在大气层外运行 ,不受空气阻力 ,只有动能和势能的转化 ,因此机械能守恒。(3)当卫星从远地点向近地点运动时 ,它的势能减小、动能增大；当卫星从近地点

8、向远地点运动时 ,它的势能增大、动能减小。三、例题精析【例题1】 【题干】对于功的理解 ,以下说法正确的选项是 A. 作用在物体上的力越大做的功越多B. 物体通过的距离越长 ,对物体做的功越多C. 物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时 ,没有力做功D. 有力作用在物体上这个力就一定做功【答案】C【解析】做功的必要条件是1有力作用在物体上；2在力的方向上通过了距离；因此作用在物体上的力越大 ,做的功不一定越多 ,故A错误。物体通过的距离越长 ,对物体做的功不一定越多。如果物体不受力 ,那么不对物体做功 ,故B错误。物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时 ,在水平方向上不受力 ,没有力做功 ,故C正

9、确为答案。有力作用在物体上 ,但没有在力的方向上通过距离 ,这个力就一定不做功 ,故D错误。【例题2】 【题干】科学研究活动小组的同学学习了功率的知识后 ,进行了一场“看谁上楼功率大的比赛 ,其中小芳同学从一楼跑到三楼用了l0s ,那么她上楼过程中的功率大约是 A. 30W B. 300W C. 3000W D. 30000W【答案】 B【解析】上楼需要克服自身重力做功 ,做功的大小等于重力和楼高的成积 ,学生重力约500N一层楼高约3m,人上楼的功率P=W/t=Gh/t=500N6m/10s=300W应选B【例题3】 【题干】一起重机吊着建筑材料匀速上升 ,在此过程中建筑材料 A. 动能减少

10、 ,机械能增加 B. 动能增加 ,机械能增加C. 动能不变 ,机械能增加 D. 动能不变 ,机械能减少【答案】 C【解析】动能大小的影响因素：质量、速度 ,质量越大 ,速度越大 ,动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度质量越大 ,高度越高 ,重力势能越大 ,机械能等于动能和势能之和。起重机吊着建筑材料匀速上升的过程中建筑材料的质量不变 ,速度不变 ,高度变大 ,所以动能不变 ,重力势能变大 ,机械能等于动能和势能之和 ,所以机械能也变大 ,应选C。【例题4】 【题干】在温哥华冬奥会上 ,来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如下图 ,如果不计空

11、气阻力 ,以下说法正确的选项是 A. 从a点向b点运动过程中 ,重力势能全部转化为动能B. 在a点和c点速度都为零 ,因此重力势能相等C. 在a点和e点都处于静止状态 ,因此机械能相等D. 从c点下落到d点过程中 ,重力势能转化为动能【答案】D【解析】滑雪运发动由a到b的运动过程中 ,重力势能转化为动能和克服摩擦力做功转化为内能 ,A说法错误；a点和c点速度都为零 ,但c点的高度低于a点高度 ,故a点的重力势能大于c点的重力势能 ,B说法错误；a点和e点都处于静止状态 ,但a点的高度大于e点 ,故a点的机械能大于e点的机械能 ,C说法错误；从c点下落到d点过程中 ,忽略空气阻力 ,重力势能转化

12、为动能 ,D说法正确。四、课堂运用【根底】1、如图中的几种情景中 ,人做了功的是 A. 踢出去的足球在草地上滚动一段距离B. 司机推汽车纹丝不动C. 女孩把一箱报刊搬起来D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进【答案】C【解析】物理学中功等于力与物体在力的方向通过距离的乘积；A踢出去的足球离开人体 ,人不在对足球施加力的作用 ,故人没有对足球做功；B司机推汽车汽车没动 ,在力的方向上物体没有移动距离 ,故人对物体没有做功；C女孩把一箱报刊搬起来 ,女孩对箱子施加了力 ,箱子在力的方向上通过一段距离 ,故人对物体做了功；D学生背着书包在水平路面上匀速行驶 ,在运动的方向上没有施加力的作用 ,在竖直

13、方向上没有移动距离 ,故人对物体没有做功。答案选C。2、以下说法中正确的选项是 A. 人造地球卫星在近地点时势能最大 ,动能最小B. 起重机将水泥构件匀速提升 ,在提升的过程中 ,水泥构件机械能增加C. 苹果从树上落向地面的过程中 ,重力对苹果做功 ,苹果的重力势能增大D. 推出的铅球在下降过程中增加的动能是由重力势能转化来的【答案】BD【解析】人造地球卫星运行过程中动能与重力势能相互转化 ,从近地点向远地点运动时动能转化为重力势能 ,从远地点向近地点运动时 ,重力势能转化为动能 ,故远地点时势能最大 ,近地点时动能最小 ,A说法错误；起重机将水泥构件匀速提升 ,在提升的过程中 ,动能大小不变

14、 ,重力势能增加 ,故水泥构件机械能增加 ,B说法正确；苹果从树上落向地面的过程中 ,重力势能转化为动能 ,苹果在重力方向上通过距离 ,故重力对苹果做功 ,苹果的动能增大 ,C说法错误；推出的铅球在下降过程中重力势能转化为动能 ,故增加的动能是由重力势能转化来的 ,D说法正确；答案选BD。3、根据功的公式可知 ,对物体做功有两个必要条件：一是有_的作用 ,二是在此作用方向上移动_。一辆重为400N的车在50N的水平拉力下沿水平方向前进了15米 ,那么拉力做功为_焦 ,重力做功_ 焦。【答案】 力 距离 750 0【解析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力 ,二是在力的方向上通过的距离；故

15、拉力做的功：W=Fs=50N15m=750J；因为物体在重力的方向上没有移动距离 ,所以 ,重力对物体做功为0J。【稳固】1、在同一水平面上 ,用弹簧测力计沿水平方向拉动同一物体两次 ,两次运动的s-t图象如下图其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2 ,相同时间内所做的功分别为W1、W2 ,那么它们的关系正确的选项是 A. F1F2 ,W1W2B. F1F2 ,W1W2C. F1=F2 ,W1W2【答案】D【解析】根据图象知道 ,物体两次都做匀速直线运动 ,拉力等于滑动摩擦力 ,由于在同一水平面上拉动同一物体 ,所以压力和接触面的粗糙程度相同 ,因此滑动摩擦力相等 ,故拉力也相等 ,即F1 =

16、F2；从图象中可以判断出相同时间内第一次通过的距离大 ,根据公式W=FS ,当拉力相等时 ,通过的距离越大 ,拉力做的功就越大 ,即W1 W2 ,应选D。2、如下图 ,小明和小强分别用沿水平方向的力F1、F2拉A、B两个木箱 ,使它们沿着拉力的方向在不同水平面移动的距离分别为S1、S2 ,对它们所做的功分别为W1、W2 ,且W1W2那么以下说法中不正确的选项是 A. 如果F1F2 ,那么S1S2 B. 如果F1S2C. 如果F1F2 ,那么S1S2 D. 如果F1F2 ,那么S1AC ,沿斜面AB和AC分别将同一重心从它们的底部拉到顶部 ,所需拉力分别F1和F2 ,所做的功分别为W1和W2 ,

17、那么 A. F1F2 ,W1=W2 B. F1F2 ,W1F2 ,W1W2 D. F1F2 ,W1=W2【答案】A【解析】由于斜面是光滑的 ,没有摩擦力 ,所以做的功就是克服重力做的功 ,两次把物体提的高度是相等的 ,物体重是一样的 ,所以做的功是相等的 ,故BC错；做的功相同 ,AB边较长 ,所以力F1较小 ,故A正确 ,D错；应选A。5、 小阳打排球,排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于排球离开手后的运动过程,以下说法中不正确的选项是 A. 在排球上升过程中,小阳对排球做功B. 在排球上升过程中,排球受到的力的方向竖直向下C. 在排球下落过程中,排球的机械能变小D.

18、 在排球下落过程中,排球所受的重力做功越来越快【答案】AC【解析】解答：A. 排球在上升过程中 ,小阳不再给排球施加力 ,小阳对排球不做功。故A错误；B. 排球在上升过程中 ,不计空气阻力 ,排球只受到重力作用 ,重力的方向竖直向下 ,故B正确；C. 排球在下落过程中 ,高度变小 ,排球的重力势能变小；但速度增大 ,动能增大。此过程中重力势能转化为动能 ,由于不考虑空气阻力 ,所以机械能不变。故C错误；D. 排球在下落过程中,重力做功快慢(功率)P=W/t=Gh/t=G/v；由于排球下落速度越来越大 ,所以重力做功越来越慢。故D正确。应选AC.6、如下图 ,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下