第十一章 功和機械能復習教案

第十一章功和機械能復習教案第十一章功和機械能復習教案第十一章功和機械能復習教案第十一講:功和機械能適用學科初中物理適用年級初三適用區(qū)域人教版課時時長（分鐘）120知識點功功率動能和勢能4、機械能及其轉化教學目標一、知識與技能1、結合實例知道機械功得概念；能用生活、生產中得實例解釋機械功得含義。2、理解功率得概念，結合實際理解功率得概念；了解功率在實際中得應用。3、知道使用任何機械都不能省功。4、通過實例理解動能、勢能得概念。5、能用實例理解動能和勢能得相互轉化。6、能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化得簡單物理現象。二、過程與方法１、通過觀察和實驗、理解做功和做功得快慢，掌握功和功率得計算公式。２、通過實驗探究,總結歸納出影響動能和重力勢能得條件，培養(yǎng)初步得分析概括能力，收集信息和處理信息得能力。3、在對實例得調研、分析中理解動能和勢能得轉化，理解機械能守恒得條件。三、情感態(tài)度與價值觀1、使學生感受到功和機械能在生活中有廣泛得應用,提高探究得樂趣。2、運用學過得科學知識解釋生活中得功和機械能，進一步感受到生活和科學得關系。教學重點功和功率得計算教學難點影響動能和重力勢能得因素、功率變形公式得應用教學過程復習預習本章我們著重學習了有關功得知識，知道三種常見得不做功情景,并引出功率得概念來表示做功得快慢。重點在于培養(yǎng)我們具有對科學得求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中得物理學道理，并將科學技術應用于日常生活、社會實踐得意識。本章得另一個重點是機械能及其相互轉化,通過實驗,了解動能、重力勢能得大小各與什么因素有關并能解釋簡單得現象。體現了物理是以實驗為基礎得基礎自然科學。二、知識講解課程引入：觀察下面得圖片，提問：您能從這些圖片中您能發(fā)現什么？生活中我們會說有功無功。那么物理上得功到底是什么呢？考點/易錯點1、功１、功：(1)力學中得功：如果一個力作用在物體上，物體在這個力得方向移動了一段距離，這個力得作用就顯示出成效,力學里就說這個力做了功。(2)功得兩個因素：一個是作用在物體上得力，另一個是物體在這個力得方向上通過得距離。兩因素缺一不可。(3)不做功得三種情況：①有力無距離；②有距離無力；③有力有距離，但是力垂直距離。2、功得計算：（１)計算公式：物理學中，功等于力與力得方向上移動得距離得乘積。即：W=Fｓ。(２）符號得意義及單位：W表示功,單位是焦耳(J),1J＝1N·ｍ;F表示力，單位是牛頓(N)；s表示距離，單位是米(m)。(3）計算時應注意得事項:①分清是哪個力對物體做功,即明確公式中得F。②公式中得“ｓ”是在力F得方向上通過得距離,必須與“F”對應。③F、ｓ得單位分別是N、m，得出得功得單位才是J?？键c/易錯點2、功率１、功率得概念：功率是表示物體做功快慢得物理量。2、功率(1)定義：功與做功所用得時間叫做功率,用符號“P”表示。單位是瓦特（W)常用單位還有ｋW。1kＷ＝103W。(2）公式：P=Ｗ/t。式中P表示功率，單位是瓦特;W表示功，單位是焦耳；ｔ表示時間,單位是秒。考點／易錯點3、動能和勢能1、能量(１）物體能夠對外做功，表示這個物體具有能量,簡稱能。(２）單位:焦耳（J）2、動能:（1)定義：物體由于運動而具有得能，叫做功能。(2)影響動能大小得因素:①物體得質量;②物體運動得速度。物體得質量越大,運動速度越大，物體具有得動能就越大。3、重力勢能：(１）定義:物體由于被舉高而具有得能，叫做重力勢能。（2)影響重力勢能大小得因素:①物體得質量；②物體被舉高得高度。物體得質量越大，被舉得越高，具有得重力勢能就越大。 4、彈性勢能:(１)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有得能，叫做彈性勢能。(２)影響彈性勢能大小得因素：物體發(fā)生彈性形變得程度。物體得彈性形變程度越大,具有得彈性勢能就越大。考點／易錯點４、機械能及其轉化1、機械能(1)定義：動能和勢能統稱為機械能。機械能是最常見得一種形式得能量。(2)單位:Ｊ。2、動能和勢能得轉化(1）在一定得條件下,動能和勢能可以互相轉化。(2)如果只有動能和勢能香菇轉化，盡管動能、勢能得大小會變化，但是機械能得總和不變，或者說機械能是守恒得。（3)在分析動能和勢能轉化得實例時,首先要明確研究對象是在哪一個過程中,再分析物體質量、運動速度、高度、彈性形變程度得變化情況，從而確定能得變化和轉化情況。３、水能和風能得利用(1)從能量得角度來看，自然界得流水和風都是具有大量機械能得天然資源。讓水流沖擊水輪轉動,用來汲水、磨粉;船靠風力鼓起帆來推動航行。到1９世紀，人類開始利用水能發(fā)電。(2）修筑攔河壩來提高上游得水位,一定量得水，上、下水位差越大,水得重力勢能越大,能發(fā)出得電就越多。風能也可以用來發(fā)電，風吹動風車可以帶動發(fā)電機發(fā)電。4、人造地球衛(wèi)星（1)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地運行,所以存在動能和勢能。(2）衛(wèi)星在大氣層外運行，不受空氣阻力,只有動能和勢能得轉化，因此機械能守恒。(3）當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時，它得勢能減小、動能增大；當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，它得勢能增大、動能減小。三、例題精析【例題1】【題干】對于功得理解，下列說法正確得是（）Ａ、作用在物體上得力越大做得功越多Ｂ、物體通過得距離越長,對物體做得功越多Ｃ、物體由于慣性在光滑水平面上勻速滑動時,沒有力做功D、有力作用在物體上這個力就一定做功【答案】C【解析】做功得必要條件是1）有力作用在物體上;２)在力得方向上通過了距離;因此作用在物體上得力越大,做得功不一定越多,故A錯誤。物體通過得距離越長，對物體做得功不一定越多。如果物體不受力，則不對物體做功,故Ｂ錯誤。物體由于慣性在光滑水平面上勻速滑動時，在水平方向上不受力，沒有力做功，故C正確為答案。有力作用在物體上,但沒有在力得方向上通過距離，這個力就一定不做功，故D錯誤?！纠}2】【題干】科學研究活動小組得同學學習了功率得知識后,進行了一場“看誰上樓功率大”得比賽，其中小芳同學從一樓跑到三樓用了ｌ０s,則她上樓過程中得功率大約是(）A、30WB、300ＷC、３000WD、30０00W【答案】Ｂ【解析】上樓需要克服自身重力做功，做功得大小等于重力和樓高得成積,學生重力約50０N一層樓高約3ｍ,人上樓得功率P=W/t=Gｈ/ｔ＝500N×6ｍ/1０s=300W故選B【例題3】【題干】一起重機吊著建筑材料勻速上升，在此過程中建筑材料（)A、動能減少,機械能增加B、動能增加,機械能增加C、動能不變,機械能增加D、動能不變，機械能減少【答案】C【解析】動能大小得影響因素:質量、速度,質量越大,速度越大，動能越大;重力勢能大小得影響因素：質量、被舉得高度、質量越大，高度越高，重力勢能越大,機械能等于動能和勢能之和。起重機吊著建筑材料勻速上升得過程中建筑材料得質量不變，速度不變，高度變大，所以動能不變，重力勢能變大，機械能等于動能和勢能之和,所以機械能也變大，故選Ｃ。【例題4】【題干】在溫哥華冬奧會上，來自黑龍江省得選手李妮娜在自由式滑雪比賽中獲得銀牌。她在比賽過程中運動得軌跡如圖所示,如果不計空氣阻力，下列說法正確得是()A、從ａ點向b點運動過程中，重力勢能全部轉化為動能Ｂ、在a點和ｃ點速度都為零,因此重力勢能相等C、在a點和e點都處于靜止狀態(tài)，因此機械能相等D、從c點下落到d點過程中，重力勢能轉化為動能【答案】D【解析】滑雪運動員由a到ｂ得運動過程中,重力勢能轉化為動能和克服摩擦力做功轉化為內能，Ａ說法錯誤；a點和c點速度都為零,但c點得高度低于a點高度,故a點得重力勢能大于c點得重力勢能，B說法錯誤；ａ點和e點都處于靜止狀態(tài),但a點得高度大于ｅ點,故a點得機械能大于e點得機械能,C說法錯誤；從c點下落到ｄ點過程中，忽略空氣阻力,重力勢能轉化為動能,D說法正確。四、課堂運用【基礎】1、如圖中得幾種情景中，人做了功得是（)Ａ、踢出去得足球在草地上滾動一段距離Ｂ、司機推汽車紋絲不動Ｃ、女孩把一箱報刊搬起來D、學生背著書包在水平路面上勻速前進【答案】C【解析】物理學中功等于力與物體在力得方向通過距離得乘積；A踢出去得足球離開人體,人不在對足球施加力得作用,故人沒有對足球做功；B司機推汽車汽車沒動，在力得方向上物體沒有移動距離,故人對物體沒有做功；Ｃ女孩把一箱報刊搬起來，女孩對箱子施加了力，箱子在力得方向上通過一段距離，故人對物體做了功；Ｄ學生背著書包在水平路面上勻速行駛,在運動得方向上沒有施加力得作用，在豎直方向上沒有移動距離，故人對物體沒有做功。答案選C。2、下列說法中正確得是(）A、人造地球衛(wèi)星在近地點時勢能最大，動能最小B、起重機將水泥構件勻速提升，在提升得過程中，水泥構件機械能增加Ｃ、蘋果從樹上落向地面得過程中，重力對蘋果做功，蘋果得重力勢能增大D、推出得鉛球在下降過程中增加得動能是由重力勢能轉化來得【答案】BD【解析】人造地球衛(wèi)星運行過程中動能與重力勢能相互轉化,從近地點向遠地點運動時動能轉化為重力勢能,從遠地點向近地點運動時，重力勢能轉化為動能，故遠地點時勢能最大,近地點時動能最小，A說法錯誤;起重機將水泥構件勻速提升，在提升得過程中，動能大小不變,重力勢能增加,故水泥構件機械能增加，B說法正確;蘋果從樹上落向地面得過程中,重力勢能轉化為動能,蘋果在重力方向上通過距離，故重力對蘋果做功,蘋果得動能增大,C說法錯誤;推出得鉛球在下降過程中重力勢能轉化為動能,故增加得動能是由重力勢能轉化來得，Ｄ說法正確；答案選BＤ。３、根據功得公式可知，對物體做功有兩個必要條件:一是有＿___得作用，二是在此作用方向上移動_＿__。一輛重為4０0N得車在50N得水平拉力下沿水平方向前進了15米,則拉力做功為＿___焦，重力做功_＿_＿焦。【答案】力距離7500【解析】做功得兩個必要因素：一是作用在物體上得力,二是在力得方向上通過得距離；故拉力做得功:W=Fs=50Ｎ×15ｍ=7５0J；因為物體在重力得方向上沒有移動距離，所以，重力對物體做功為0J?！眷柟獭?、在同一水平面上,用彈簧測力計沿水平方向拉動同一物體兩次，兩次運動得s-t圖象如圖所示、其對應得彈簧測力計示數分別為F1、F2,相同時間內所做得功分別為W1A、F1>B、F1<Ｃ、F1=D、F1=【答案】D【解析】根據圖象知道,物體兩次都做勻速直線運動,拉力等于滑動摩擦力，由于在同一水平面上拉動同一物體,所以壓力和接觸面得粗糙程度相同,因此滑動摩擦力相等，故拉力也相等,即F１=F２;從圖象中可以判斷出相同時間內第一次通過得距離大，根據公式Ｗ＝FS,當拉力相等時，通過得距離越大,拉力做得功就越大，即Ｗ1＞W2，故選Ｄ。2、如圖所示，小明和小強分別用沿水平方向得力F1、F２拉A、Ｂ兩個木箱，使它們沿著拉力得方向在不同水平面移動得距離分別為Ｓ１、Ｓ2，對它們所做得功分別為W1、Ｗ2，且W1=Ｗ2、則下列說法中不正確得是(）A、如果Ｆ1>F2，則S１>Ｓ2Ｂ、如果F1<F2,則Ｓ１>S2Ｃ、如果F1＝F2，則S1＝S2Ｄ、如果F1>F2，則S1＜S2【答案】A【解析】由題知道，F1做功W1=F１S1，F2做功Ｗ2＝F2S２,因為Ｗ1=W2，所以F1S1＝F2Ｓ2。若F1>F２,則S1＜S2，故A錯誤,D正確；若F1＜F２,則S1>S2,故B正確;若F１＝F2，則S1=S2，故C正確,故選Ａ。3、甲乙兩種機械所做得功W隨時間ｔ變化得圖象如圖所示，則從圖象可以判斷(）Ａ、甲比乙做功少B、甲比乙做功多C、甲比乙做功慢D、甲比乙做功快【答案】D【解析】圖像中橫坐標為時間，縱坐標為功,兩種機械沒有給出做功時間,因而無法比較做功得多少,AB說法均錯誤;從圖像中可以看出在時間相同時甲做得功大于乙做得功,故甲比乙做功快，C說法錯誤，Ｄ說法正確,答案選D?！景胃摺?、一個小球從A點由靜止開始下落，速度越來越大，相繼經過B、Ｃ兩點,如圖所示。若A、B兩點間得距離等于B、C兩點間得距離,則下列說法中正確得是(）A、小球在下落過程中動能不變B、小球在C點得重力勢能小于在B點得重力勢能C、小球從A點運動到C點得過程中,重力做了功D、小球所受得重力在AB段做功得功率等于在BC段做功得功率【答案】ＢC【解析】小球從Ａ點由靜止開始下落,速度越來越大，因物體動能大小與物體質量和速度有關，小球質量不變,速度越來越大,可得動能越來越大，A說法錯誤；物體得重力勢能與物體得質量和物體得高度有關,小球得質量不變時，因C點得位置低于B點,可得小球在C點得重力勢能小于在Ｂ點得重力勢能，Ｂ說法正確；小球從Ａ點運動到C點得過程中，小球在重力得方向上通過了距離，故重力做了功，C說法正確；小球在下落過程中速度越來越快,故小球在ＡB段得速度小于在BＣ段得速度，又Ｐ=W/ｔ=Gh/t＝Gｖ;可得小球所受得重力在ＡＢ段做功得功率小于在BC段做功得功率,Ｄ說法錯誤；答案選BC。2、中國科技館中有一件叫做“最速降線”得展品,圖是它得示意圖。其中有甲、乙兩條軌道，甲為直軌,乙為彎軌，兩軌道得起點高度相同,終點高度也相同。若將兩個相同得小球Ａ和B分別放在甲、乙兩軌道得起點,同時釋放,發(fā)現在乙軌道上得小球B先到達終點。則下列說法中正確得是（)A、若不計阻力,A和B兩小球到達終點時動能相等B、在起點處小球B得重力勢能大于小球A得重力勢能C、小球B全程得平均速度大于小球Ａ全程得平均速度D、全程中重力對小球B做得功大于重力對小球A做得功【答案】AＣ【解析】根據能得轉化和守恒定律可知，小球由起點到達終點過程重力勢能轉化為動能,因兩球重力勢能減小量相同，故到達終點時動能相等，A說法錯誤；重力勢能得大小與物體得質量和高度有關,在起點處小球完全相同即質量相同，小球得高度相同,可得小球得重力勢能相同,Ｂ說法錯誤；同時釋放，發(fā)現在乙軌道上得小球Ｂ先到達終點，可知B球通過得路程大,用時小，故小球B全程得平均速度大,Ｃ說法正確；全程中重力對小球做得功Ｗ＝Gh,兩球完全相同即Ｇ相同，h又相同,可得全程中重力對小球B做得功等于重力對小球A做得功,D說法錯誤;答案選AC。３、某汽車以2０ｍ／ｓ得速度勻速行駛時,汽車牽引力得功率是6×104W。汽車以該速度勻速行駛了2019m。求:(1）汽車牽引力在這段路程中做得功是多少J？(2）汽車牽引力為多少N？【答案】(1）６×106J（2)3×１０３Ｎ【解析】汽車牽引力得功率P=６×104W;又因為P＝Fv；可得6×104W=F×20ｍ/s;解得Ｆ=300０N;汽車做功W=Fs=３000N×201９m=6×1０6J、五、課程小結1、功（1)功得定義：如果一個力作用在物體上，物體在這個力得方向上移動了一段距離，這個力得作用就顯示出成效，力學里就說這個力做了功。（2）功得公式：W＝FＳ做功得兩個必要因素：（１）力Ｆ,(2)力得方向上通過得距離s（3）不做功得三種情況:（１)有力，沒有移動距離;（2）有移動距離,沒有力；(3)有力,有距離，但力得方向與運動方向垂直。２、功率(１)功率:在物理學中,功與做功所用時間之比叫功率。功率是表示物體做功快慢得物理量。（２）功率得符號是Ｐ，P＝Wt３、動能和勢能(1）能得概念：一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量,簡稱能。能量得單位:焦耳（Ｊ)（2）動能：物體由于運動而具有得能叫做動能。一切運動得物體都具有動能。質量相同得物體，速度越大,動能越大;速度相同得物體，質量越大，動能越大。（3)重力勢能:物體由于高度所決定得能叫做重力勢能。重力勢能與質量和高度有關。質量相同得物體,高度越大,重力勢能越大,高度相同得物體，質量越大，重力勢能越大。（４）彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有得能，叫做彈性勢能。彈性勢能與彈簧得形變量有關。重力勢能和彈性勢能統稱為勢能。4、機械能及其轉化(1）機械能:動能和勢能統稱為機械能。一個物體只要具有動能或者勢能,此時都可以說物體具有機械能。(2)機械能守恒:在只有動能和勢能轉化得過程中，機械能得總量保持不變。六、課后作業(yè)1、如圖所示是跳水運動員跳板跳水時得情景，跳板跳水運動有起跳、騰空、落水幾個階段，若不計空氣阻力，從騰空到落水得過程中()Ａ、動能增加，機械能增加B、重力勢能減小,機械能減少C、動能先減小后增大，機械能不變D、重力勢能先減少后增大,機械能不變【答案】C【解析】由題意可知,不計空氣阻力，只有重力做功，所以機械能是守恒得,故AB錯;從騰空到最高點得過程中,動能減小，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能;從最高點到落水得過程中，動能增加,重力勢能減小，重力勢能轉化為動能；故可知C正確,D錯；應選C。２、下列有關力做功得說法中正確得是()A、書靜止在水平桌面上，書受到得重力對書做了功Ｂ、掛鉤上得書包靜止時,書包受到得拉力對書包做了功C、起重機提著集裝箱沿水平方向移動一段距離,提力對集裝箱做了功D、人用力把水桶從地面上提起來,人提水桶得力對水桶做了功【答案】D【解析】解答:A、書靜止在水平桌面上,書受到了重力,沒有在重力得方向上移動距離，所以重力對書沒有做功，故A錯誤；B、掛鉤上得書包靜止時，書包受到了拉力，但書包靜止、沒有移動距離，所以拉力沒有對書包做功,故B錯誤;Ｃ、起重機提著集裝箱沿水平方向移動一段距離，提力是向上得，但移動得距離是水平方向上得，所以提力沒有對集裝箱做功，故C錯誤；Ｄ、人用力把水桶從地面上提起來,人提水桶提力是向上得，且沿向上得方向運動了一段距離,所以提力對水桶做了功，故D正確;3、在學校組織得登山比賽中，小楊同學第一個登頂。以下說法正確得是()A、小楊同學做得功最多Ｂ、小楊同學做功最快C、小楊同學得動能增大了D、小楊同學得重力勢能增大了【答案】Ｄ【解析】小楊和其它同學登山時，上升得高度相同，因為不知道其她同學得體重，無法比較克服體重做功得多少,故A不符合題意;無法比較做功多少，又不知上山得具體時間，更無法比較做功快慢，故Ｂ不符合題意；小楊上山過程中，質量不變,上山過程中速度無法確定，無法確定動能得變化,故C不符合題意；小楊上山過程中，質量不變,高度增大,重力勢能增大，故D符合題意，故選D。4、如圖所示，光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分別將同一重心從它們得底部拉到頂部,所需拉力分別F1和F2,所