* 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0.5 J 。 (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 C A B 3、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=2.4×104w ③ 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=3.6×104J P有=W/t=3.6×104J/60s=600w (2)W总=FS=F4h=2000N×4×6m=4.8×104J η=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/kg ρ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=3J W总=FS=4N×1m=4J η=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) 62.5% 0.96 0.6 0.4 2.4 0.1 6 较粗糙 3 62.5% 0.48 0.3 0.4 1.2 0.1 3 较粗糙 2 62.5% 0.24 0.15 0.4 0.6 0.1 1.5 较粗糙 1 机械效率η 总功 W总(J) 有用功 W有(J) 斜面长L(m) 沿斜面的拉力F(N) 斜面高 h(m) 物重G(N) 斜面粗糙程度 测量次数 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 *
中考物理功和机械能.ppt
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