雪静知识与技能:(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。过程与方法:(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。情感、态度与价值观:(1)培养学生严谨的科学态度。(2)培养学生的科学世界观。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。动能机械能重力势能势能弹性势能动能势能功:(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。练习、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=1N·m。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。(5)应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力。②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦)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。①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。②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。③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。④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①理想斜面:斜面光滑理想斜面遵从功的原理;②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。功率:(1)定义:单位时间里完成的功(2)物理意义:表示做功快慢的物理量。(3)公式:P=W/t=Fv根据功率的导出式:P=Fv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换算:1kW=103W某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s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1、如图5所示的四种情景中,人对物体做功的是()2、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,手的拉力对箱子有做功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CAB3、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。解:(1)v=S/t=5.4×103m/15×60s=6m/s(2)W=FS=4000N×5.4×103m=2.16×107J(3)P=Fv=4000N×6m/s=2.4×104w③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%。④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(5)机械效率的测量:原理:η=W有/W总=Gh/Fs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。1、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)解:(1)W有=Gh=6000N×6m=3.6×104JP有=W/t=3.6×104J/60s=600w(2)W总=FS=F4h=2000N×4×6m=4.8×104Jη=W有/W总=3.6×104J/4.8×104J=75%(3)减小动滑轮、绳重、减小摩擦等2、如图6所示,将体积为2.0×l0-3m3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=10N/kgρ木=0.5×lO3kg/m3。)解:(1)G=mg=ρVg=0.5×lO3kg/m3×2.0×l0-3m3×10N/Kg=10N(2)W有=Gh=10N×30×10-2m=3JW总=FS=4N×1m=4Jη=W有/W总=3J/4J=75%3、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。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)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η1较粗糙1.50.10.60.40.150.2462.5%2较粗糙30.11.20.40.30.4862.5%3较粗糙60.12.40.40.60.9662.5%弹簧测力计同一斜面,机械效率相同39.5%摩擦、倾斜程度4、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η甲、η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.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<w乙A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:①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。②一个物体“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。探究决定动能大小的因素:①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;③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;④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:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。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:①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;②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;1、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2、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。C动能增大、重力势能减小不能3、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:⑴.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。⑵.撑杆起跳阶段,运动员的______________能增加。⑶.运动员越过横杆后,运动员将_______________能转化_________________能。助跑撑杆起跳越横杆等于重力势重力势能动能