九年級物理上學期第15章《功和機械能》學案人教新課標版.doc

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教學資料參考范本 九年級物理上學期第15章《功和機械能》學案 人教新課標版 撰寫人：__________________ 時 間：__________________ 第十五章 功和機械能 第1節(jié) 功 學習目標： 1.結合實例認識機械工的概念，理解做功的兩個必要因素，能用生活、生產中的實例解釋機械功的含義。 2.理解功的計算公式W=FS，并能進行相關計算，知道功的單位（是焦J）。 3.通過學習活動，引導學生積極思考，使學生有克服困難的信心，能體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題的喜悅。 4.通過對生活中實例的解釋，讓學生體會到物理知識的應用，增強學生學習物理知識的欲望。 學習重點：理解做功的兩個必要因素。 學習難點：能夠正確的理解、計算功。 新課引入： 　　 大家對功這個詞并不陌生，如功課，功勞、立功、大功告成、事半功倍、用功學習等等。這些詞中有的功具有“成效”的意思，力學里所說的“功”就吸收了“成效”的意思，當然在力學中還有它嚴格的含義。 新課學習： 一、力學中的功 1．觀察課本P104中圖15.1-1中幾個做功的實例?？梢钥闯鏊麄冇惺裁垂餐c？ 2．觀察課本P104中圖15.1-2中幾個沒有做功的實例。想想力為什么沒有做功？ 3.結論：做功的兩個必要因素： ， 。 二、做功 1. 定義： 。 2. 公式： ，其中W表示功，F表示力，s表示距離。 3. 單位： 符號（ ） 1J= Nm， 三、功的計算 在W=Fs中，W的單位是J，F的單位是N，得出的功才是以J作單位的。 看課本105頁的例題 ，然后進行計算 四、功的原理 使用杠桿、滑輪這些簡單機械能夠省力，是否在省力的同時也能省距離呢？假如利用簡單機械技既省力又省距離，功=力X距離，我們就省力。針對這個猜想結合教材P106演示實驗，動手完成實驗內容。 結論 ：大量事實表明：使用機械時，人們所做的功，都不會少于不用機械是多做的功，也就是使用任何機械都不省功。這個結論叫做 五、當堂達標 1.做功的兩個必要因素是:（1）____________________________________;（2）___________________________.計算公式_________________單位為______________. 2.一個小孩用力提一桶水靜止不動,他對水桶有向上的______力,這個力對水桶_____ 做功,（填不做功或者做功）原因是____________________________________. 3.課后練習 六、課堂小結 功的兩個重要因素：1.作用在物體上的力，2.物體沿力的方向通過的距離。 功的計算： 功的原理：使用任何機械都不省功 七、鞏固練習 1. 我們知道使用杠桿、滑輪這些簡單機械能夠省力，但能不能省功呢？為了研究這個問題小明設計了如下的實驗,將重3N的鉤碼舉高0.1m，可以用手直接將重3N的鉤碼舉高0.1m，也可以用杠桿或動滑輪將重3N的鉤碼舉高0.1m，下表是小明實驗正確數據。 鉤碼重 G（N） 鉤碼提升的高度h(m) 不用機械所做的功W（J） 手的拉力F（N） 手移動的距離s(m) 使用機械所做的功W（J） 杠桿 3 0.1 0.3 1 0.3 0.3 動滑輪 3 0.1 0.3 1.5 0.2 0.3 由實驗可知： （1）人們使用機械時，不可能達到的目的是（ ） A、省力 B、省功 C、省距離 D、省時間 （2）使用機械不能省功，為什么人們還使用機械呢？寫出兩條人們使用機械的 目的： 　 第2節(jié) 機械效率 學習目標： 1.了解什么是有用功、額外功和總功。 2.理解什么是機械效率。 3.通過參與探究斜面機械效率的活動，學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案。 學習重點：1.機構效率，2．探究斜面的機械效率。 學習難點：機械效率 新課引入： 小明家最近買了一處新樓房，一單元二樓。想把洗手間、廚房裝修一下，需把沙子運到二樓。請同學們根據需要，設計方案，選擇器械幫助小明家解決這個問題，看看哪個小組選的辦法最好？ 　　1.把沙子裝入桶中，用動滑輪把沙子拉到樓上； 2.在地面與樓面之間搭上木板，將沙子裝入袋子沿著木板推到樓上。 新課學習： 一、有用功和額外功 1. 我們把必須要做的功叫做 。 2. 并非是我們需要但又不得不做的功叫做 。 3. 總功= + 4．機械效率 定義： 公式： 其中W有表示有用功；W總表示總功。 注意：有用功總是小于總功的，所以機械效率總是小于1，通常要用百分數表示。 5．機械效率的計算 例：用一個動滑輪、一個定滑輪組成的滑輪組來勻速提升重物G，如圖所示。已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m時，拉力所做的有用功、額外功及機械效率。若不計繩重和摩擦力，求動滑輪的重。 提示：豎直方向提升物體過程中，有用功W=Gh,在不計繩重和摩擦力的情況下，克服動滑輪重所做的功就等于額外功，既W額外=G動h （1）W有用=Gh=600N0.5m=300J (2) S=3h=1.5m,W=Fs=250N1.5m=375J (3) W額外=W總-W有=375J-300J=75J η= 100﹪=100﹪=80﹪ W額外=G動h，G動===150N 二、探究斜面的機械效率 在影響機械效率的許多因素中，摩擦是一個重要因素。 那么光滑程度一樣的斜面，當它的傾斜程度不同時，斜面的機械效率是否相同？ 1.猜想：你認為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關系？斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關系？ 2.通過小組討論，設計實驗的方案，完成教材P100中表格的內容。 3.各小組將測得的數據進行交流，并分析出實驗結論。猜想得到證實了嗎？ 三、當堂達標 1． _______________________________叫有用功.___________________________叫額外功.______________________總功.計算機械效率的公式為_______________________. 2. 在圖所示滑輪組裝置中所掛重物G=50N,當施加在繩子自由端的拉力為F=30N時,重物恰好勻速上升繩子及一切磨擦都不計.由此可知（ ） A.該裝置的機械效率為60%. B. 該裝置的機械效率為55.6%. C.該滑輪組中動滑輪重為5N D. 該滑輪組中動滑輪重為10N 3.下列敘述中能夠提高機械效率的是( ) A.增加有用功, B. 減少機械間的摩擦力. C. 減少總功. D. 使用更省力的機械. 四、課堂小結 通過本節(jié)課的學習，你有哪些收獲？ 　　1．有用功、額外功、總功； 　　2．機械效率：定義、公式、計算； 　　3．探究：斜面的機械效率 五、鞏固練習 1．如圖所示，用一個動滑輪把重200N的物體提高了1m，所用的拉力為125N，則動滑輪所做的有用功W有用=________J，它的機械效率η=__________。若不計摩擦，被提升的物重增加時，滑輪組的機械效率將_______________（選填“變大”、“變小”或“不變”）． 2． 如圖所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物體沿水平地面做勻速直線運動, 物體與地面間的滑動摩擦力為120Ｎ，則滑輪組的機械效率為 _______ ；若物體的速度為0.2m/s,則1min內拉力做的功為 ___________ J． 3．小紅同學在利用如圖所示的滑輪組做“測滑輪組的機械效率”的實驗中，用彈簧測力計勻速豎直拉起重3N的物體，物體升高了0.2m，彈簧測力計的示數是____N，在實驗過程中對物體所做的有用功是________J，滑輪組的機械效率是_____________． 第3節(jié) 功率 學習目標： 1.結合實例理解功率的意義，建立功率概念，得出計算公式。 2.了解功率在實際中的應用，能進行簡單計算。 3.通過建立功率概念的過程，學習比較的方法。 學習重點： 建立功率的概念，能用功率進行計算 學習難點： 理解功率的概念。 溫故知新： 1.做功包含的兩個必要因素 2.功的計算公式： 新課學習： 　我們來觀察下面這幅圖，這是在日常生產生活中需要注意到的問題。 在工地上，工人可以用滑輪組搬運磚頭，或者用吊車吊磚。這兩個過程中是否有力做功？做功的大小怎么計算？你還能提出什么問題？ 一、想一想，我們在研究物體運動快慢的物理量時，是怎樣進行比較的？ 　　(1) 　　(2) 　　(3)利用路程和時間之比，即速度來描述。 　　由速度的啟發(fā)，你能想一想怎樣比較人和吊車做功的快慢嗎？ (1)時間相同， (2)運磚多少相同， (3)如果時間和做功多少都不一樣，我們可以利用做功多少和時間之比來描述做功的快慢，再進行比較。 二、功率 　　物理意義：表示物體做功快慢的物理量。 定義： 公式： ，其中W表示功，t表示時間，P表示功率。 單位： 符號（ ） 1kW= W，1MW= W。 三、閱讀課本112頁小資料了解一些功率值 四、功率的計算 在中，W的單位是J，t的單位是s，得出的功率才是以W作單位的，計算時要注意到單位統(tǒng)一。 看課本112頁的例題 ，然后進行計算 五、當堂達標 1. 功率表示做功的 ，功率越大表示做功越　　　。功率的大小由　 　　　和　　　　共同決定。 判斷關于下列說法正確的是（?。? Ａ．做功越多表示功率越大 Ｂ．功率小，表示做功少。 Ｃ．做工時間越短，表示功率越大 Ｄ．做功快，表示功率大。 一架起重機在5min內把60000N的重物勻速舉高25m，它的功率是多少kw？ 六、課堂小結 １、功率的物 理 意義: ２、功率的定義　　 3、功率的公式:　 4、單位及換算: 1W=1J/s 七、鞏固練習 1. 關于功率下列敘述中正確的是（ ） A. 做功所用的時間越少，功率越大 B. 功率越大，做的功就越多 C. 在相同時間內，作功越多，功率越大 D. 做功所用的時間越多，功率越大 2. 兩臺機器,甲的功率是750瓦,乙的功率是2250瓦,甲、乙在相同時間里,做功之比是 ( );若完成相同的功,甲、乙所用時間之比是( ) 3. 質量為50kg的物體，用50N的水平推力使它在粗糙水平面上以2m/S的速度勻速移動10m。問:(1)功率多大？ (2)重力的的功率多大？ 　 第4節(jié) 動能和勢能 學習目標： 1. 了解能量的初步概念． 2. 知道什么是動能及影響動能大小的因素． 3. 知道什么是重力勢能和彈性勢能及影響勢能大小的因素． 4. 能舉例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能． 5. 能用動能、勢能大小的因素解釋簡單的現象． 學習重點：動能和勢能概念的建立． 學習難點：動能和勢能的大小與哪些因素有關 實驗器材：小鐵球、玻璃球、斜面、木塊、橡皮筋 引入新課 實驗：演示鐵球從斜面上滾下，在水平面上撞擊木塊，使木塊移動一段距離，分析在碰撞過程中，做功的情況． 結論：一個物體能夠做功，我們就說它具有 。 一、動能 1.概念的建立 看課本P114和分析生活中的實例：風吹動帆船航行，急流的河水把石頭沖走，演示實驗中小鐵球撞擊木塊使木塊移動。 概念： 。 2.動能的大小與什么因素有關 實驗步驟1：讓同一個鐵球在斜面的不同位置上滾下，觀察小球撞擊木塊的現象，并分析得到的結論． 動能的大小與物體運動的 有關。 實驗步驟2：觀察鐵球和玻璃球在斜面的同一高度處滾下，撞到平面上的木塊發(fā)生的現象，并分析實驗的結論。 動能的大小與物體的 有關。 綜上所述：物體的動能大小和物體的 和 有關． 3.思考課本P115中想想議議中的問題。 二、勢能 1.重力勢能概念的建立和影響重力勢能大小的因素 看圖15.4-甲滑雪運動員從高處滑下時具有動能，能量從哪里來？ 重錘被舉高，當下落時，能夠把木樁打入地里，重錘對木塊做功。 概念 。 2.自主探究： 重力勢能與哪些因素有關 結論： 重力勢能的大小與物體的 和 有關。 3.彈性勢能概念的建立和影響彈性勢能大小的因素 將橡皮筋做成簡易彈弓，會把粉筆頭彈射出去。運動員把弓拉彎，給弓儲存能量 概念： 。 彈性勢能的大小與 有關。 勢能是 和 的統(tǒng)稱。 三、鞏固訓練 1.豎直向上拋出的小石子，上升到最高點時速度為零，此時石子具有_________能；當石子落到地面時，速度不為零，此時石子具有_________能 2.一輛小汽車與一輛裝滿貨物的大卡車以相同的速度行駛，小汽車的動能_______大卡車的動能（填“大于”“等于”或“小于”）. 3.體積相同的鐵球和木球，放在同一水平桌面上，鐵球靜止，木球運動，_______球的重力勢能大，_______球的動能大. 四、課堂小結 1.動能及影響大小的因素 2.重力勢能及影響大小的因素 3.彈性勢能及影響大小的因素 五、達標檢測 1.汽車勻速沿斜坡向上行駛，則汽車的_______能不變，_______能增大.自行車下坡時，不蹬腳踏板速度也會越來越大，在此過程中，自行車的動能逐漸_______，自行車的重力勢能逐漸_______. 2.起重機沿豎直方向勻速吊起重為G的物體，在這一過程中，物體的（ ） A.動能增加，重力勢能減小 B.動能不變，重力勢能增加 C.動能減小，重力勢能增加 D.動能減小，重力勢能不變 3.下列物體中具有彈性勢能的是（ ） A.拉彎的弓把箭射出去 B.鐘表里的發(fā)條帶動齒輪轉動 C.火箭發(fā)射升天 D.小孩蕩秋千從高處向低處落下 4.如圖所示，電動小車沿斜面從A勻速運動到B，在運動過程中（ ） A.動能減小，重力勢能增加 B.動能增加，重力勢能減小 C.動能不變，重力勢能增加 D.動能不變，重力勢能減小 六、課下作業(yè) 課后P117第2、第3題 第5節(jié) 機械能及其轉化 學習目標： 1.理解動能、勢能的相互轉化。 2.能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化的簡單物理現象。 3.知道什么是機械能和機械能守恒 4.通過觀察和實驗認識動能和勢能的轉化過程。 重點難點： 理解動能和勢能的相互轉化；借些能和機械能守恒 器材準備：單擺、滾擺、溜溜球。 復習回顧： 我們在初二的時候就已經學習過關于能量的轉化，請回答，電燈工作的時候，能量是怎么轉化的？風力發(fā)電機工作的時候，能量是怎么轉化的？水力發(fā)電機工作的時候，能量是怎么轉化的？電動機工作的時候，能量是怎么轉化的？ 1．電燈： 能— 能 2. 風力發(fā)電機 能— 能 3. 水力發(fā)電機 能— 能 4. 電動機 能— 能 演示實驗：溜溜球扔下去不停運動，能量如何變化？ 新課學習: 一、想想做做 1.滾擺實驗 動能 ，勢能 。 2.分析圖15.5-2所示幾個運動中，動能和勢能的轉化 甲：動能 ，勢能 。 乙：動能 ，勢能 。 丙：動能 ，勢能 。 結論：動能和勢能 。 3. 機械能 機械能的定義： 和 之和。 機械能守恒的條件： 。 4．做教材P118頁圖15.5—3 5. 科學世界 (1) 當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時，它的勢能，動能，速度如何變化？當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，它的勢能，動能，速度又如何變化？ (2)衛(wèi)星在近地點的動能最 勢能最 ；在遠地點的動能最 ，勢能最 。 二、鞏固訓練 1. 一只皮球落到地上又被彈起.在此過程中，自皮球接觸地面到靜止，_______能轉化為_______能；自皮球恢復原狀到跳起，_______能轉化為_______能. 2. 運動員擲出的標槍在上升過程中，_______能轉化為_______能；在下落過程中，_______能轉化為_______能. 3. 甲、乙兩位同學各買了一只同樣大小的球.甲說：在同樣條件下，我的球比你的球彈得更高，乙要甲證明這一點，甲應當（ ） A.將兩球向上拋起，落下后，看哪個球彈得高 B.將兩球向地面擲去，看哪個球彈得高 C.用手捏球，看哪個球較硬 D.在同樣高度，兩球以同樣速度落下，看哪個球彈得高 4. 一個小球從光滑的斜面上由靜止開始滾下，它在斜面頂端時重力勢能為100 J，當它滾到斜面的某一位置時重力勢能只有30 J了.小球減少的重力勢能哪兒去了？此時小球的機械能是多少？ 三、課堂小結 本節(jié)課你學到了哪些知識，有哪些收獲？ 四、達標檢測 1.物體由于 而具有的能叫做動能.物體由于 而具有的能叫做重力勢能；物體由于發(fā)生 而具有的能叫做彈性勢能.動能和勢能統(tǒng)稱為 . 2.動能和勢能是可以相互 的.如果只在二者之間發(fā)生轉化，則機械能的總和保 持不變，即機械能 . 3.如圖為麥克斯韋滾擺，當它在最高處時，重力勢能 ，動能 ；當它由上而下滾動時，重力勢能 ，動能 ；當它到達最低處時，重力勢能 ，動能 ；當它由下而上滾動時，重力勢能 ，動能 . 4.關于機械能，下列說法錯誤的是( ) A.一個物體具有動能就是具有機械能 B.物體具有重力勢能就是具有機械能 C.物體具有彈性勢能就是具有機械能 D.只有當物體同時具有動能和勢能時，才能說物體具有機械能 5.乒乓球由高處靜止下落的過程中，它的機械能的轉化情況是( ) A.彈性勢能轉化為動能 B.重力勢能轉化為動能 C.動能轉化為重力勢能 D.重力勢能轉化為彈性勢能 6.跳傘運動員在空中勻速下落時，以下說法中正確的有( ) A.重力勢能減少，動能增加，機械能不變 B.重力勢能增加，動能減少，機械能不變 C.重力勢能減少，動能不變，機械能減少 D.重力勢能增加，動能不變，機械能增加 五、課下作業(yè) 動手動腦學物理 1、2、3 功和機械能復習 課題 《功和機械能》單元復習 課型 復習課 學習 目標 1.理解功的兩個必要因素，會判斷力對物體是否做功，會正確使用W=FS計算功的大??； 2.理解影響功率大小的因素，能用公式P=W/t計算功率，知道功率的推導公式P=Fv及應用； 3.理解有用功、總功和額外功，會用η=W有用/W總計算機械效率，知道測定機械效率的方法；4.知道決定動能、勢能大小的因素，能正確分析動能和勢能的轉化． 重點 功的相關計算 難點 功與功率的綜合運算 學具 環(huán)節(jié) 復 習 過 程 教師活動 知 識 梳 理 、 基 礎 鞏 固 （一）請完成下面的填空 一、功與功率 功率和功是兩個完全不同的物理量，區(qū)別如下： （2）在運用P=W/t進行計算時，功和時間必須要對應起來，即要弄清是哪個力對哪個物體做功及完成各部分功所用的時間，不能“張冠李戴”。 二、機械能的分類 三、功的原理：使用任何機械都不＿＿＿＿。因為使用任何機械都不可避免的要做部分額外功，所以任何機械的效率都要小于1，但使用機械可以省力、省距離或改變力的方向。。 典 型 示 例 、 抽 取 規(guī) 律 例1.建筑工地上，施工人員用起重機吊臂上的滑輪組吊起建筑材料(如右圖所示)。繞在滑輪組上的鋼絲繩最大拉力為6103N，不計滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦，一次最多能起吊 N的建筑材料，實際使用該滑輪組最多只能吊起5.4103N的建筑材料，且將建筑材料1s內勻速吊起了1m，起重機的功率是 W，機械效率為 。若吊起的建筑材料重力減小，機械效率將 。(“增大”、“減小”或“不變”) 例2：如下圖所示，鋼珠沿豎直平面上的光滑軌道abcd從a點運動到d點，則下列說法中正確的是（　?。? 圖19－1 A．通過d時的速度比通過c時大 B．在c點比在b點的重力勢能小 C．從a運動到b的過程中，動能轉化為重力勢能 D．從b運動到c的過程中，機械能轉化為重力勢能 例3.在不計繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體．下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時采集到的信息。 　 (1)通過計算確定該滑輪組提起物體的繩子段數，并在下邊虛線框中畫出該滑輪組的組裝示意圖． (2)用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升1m時，拉力做的總功為多少? (解答要求：寫出依據的主要公式或變形公式，有數據代入，答案中必須明確寫出數值和單位)。 課堂小結 本節(jié)課我的收獲有： 我還有這些疑惑： 達標檢測 1.小華用動滑輪在20s內將重400牛的貨物勻速提高2米，所用的拉力為250牛，則在這一過程中小華所做的有用功是 J，他做功的平均功率是 W。 2.用10牛的水平拉力使重30N的物體在水平地面上做勻速直線運動，通過的路程為 15米，則物體受到的摩擦力為 牛，拉力對物體做的功為 J. 3.騎自行車上坡前猛踩一陣，是為了獲得更大的 ，上坡時轉化為 ，以便上的更高。 4.乒乓球落地后又彈起，整個過程中機械能量轉化情況是：下落時 ，著地時 ，反彈時 ，上升時 。 5.甲乙兩臺機器功率之比為2：1，做功時間之比為2：5，則甲乙做功之比為 6.某礦井深10米，井下每分鐘積水3m3，現要使井下工人作業(yè)時無水，則應用功率為 W的抽水機抽水。 7.把重15牛的物體勻速提升2米需要對它做 J的功；如果用動力臂與阻力臂長度之比為3：1的杠桿（不計杠桿重力），動力的大小是 N；動力作用點沿豎直方向移動的距離是 ；動力對杠桿做的功是 J 8.用一動滑輪將500N的物體勻速提起，人對繩的拉力為300牛，則動滑輪的機械效率為 。 9.用一個重12牛的動滑輪，將重100N的物體提高2m，若不計摩擦，W有= J，W額= J，η= 。 10.重20牛的物體在光滑的水平面上做勻速直線運動，移動距離5m，則外力對物體做功為 。 11.研究動能跟哪些因素有關的實驗如右圖所示，實驗過程中，需要讓同一個鋼球從不同高度滾下；還需要換用 不同的鋼球，讓它們從 高度滾下。 12.利用斜面把重物勻速推上汽車，如果斜面長與高之比為10:3，物重為500N，不計摩擦，推力應為__________N。如果實際推力需要250N，那么物體與斜面之間的摩擦力為__________N，斜面的機械效率是__________。 13.物體在平衡力的作用下，下列說法正確的是 （ ） A.機械能一定不變 B.動能一定不變 C.機械能一定增大 D.機械能可能減小 14.某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數據如下表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如下圖中的甲、乙、丙所示。 (1)比較第1次實驗和第2次實驗，可得結論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越 。 (2)第3次實驗中所做的有用功是 J，機械效率是 (3)第3次實驗中動滑輪個數比第2次實驗多，動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功 (選填“增大”或“減小”)，因而，由第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關。 (4)綜合上述結論，提高機械效率的方法有增大有用功， 額外功(選填“增大”或“減小”)。 15.如下圖所示是某水上打撈船起吊裝置結構示意簡圖。某次打撈作業(yè)中，該船將沉沒于水下深 處的一只密封貨箱打撈出水面，已知該貨箱體積為5 0 m3，質量是200t。 (1)貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少? (2)貨箱完全出水后，又被勻速吊起1 m，已知此時鋼纜拉力F為1105 N，則在此過程 中拉力F所做的功是多少?起吊裝置的滑輪組機械效率是多少? (3)若貨箱從剛露出水面到完全出水的過程中是被勻速提升的，請分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機械效率的變化情況。(水的密度為1.0103 kg／m3，g取10N／kg，不考慮風浪、水流等的影響。) 作業(yè)設置 17 / 17