初中科学备课组教师余老师班级学生日期:上课时间:主课题:功和能教学目标:1、能用功的公式进行简单计算2、运用功率公式进行简单计算3、理解机械效率并会简单计算4、了解机械能守恒定律的含义教学重难点:1、功和功率的应用与计算2、各种机械的机械效率3、功率与机械效率的区别4、机械能变化判断教学内容一、热身训练1. 2010年5月,全国蹦床锦标赛在温州举行。
比赛中,当运动员从蹦床上起跳后,在空中上升过程中( )A.动能变大,重力势能变小 B.动能变小,重力势能变小C.动能变大,重力势能变大 D.动能变小,重力势能变大2.如图所示,是探究“动能的大小与什么因素有关?”实验的示意图。
小球从a处滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下。
下面的一些判断正确的是( )A.从a到b,小球的势能不变,动能增大B.从b到c,小球的势能增大,动能增大C.到达c处,小球的势能最小,动能最大D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能最大3.关于做功和功率的说法中正确的是( )A.有力作用在物体上,力—定对物体做功B.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体,没有力做功C.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多D.力对物体做功越多,功率就越大4.学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。
以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( )①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较。
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.只有①②C.只有②③ D.①②③5. 2010年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图。
则此过程重力做的功为________J,重力的功率为________W。
6.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150 N的物体匀速提升1 m,不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是( )A.拉力大小一定是125 NB.有用功一定是150 JC.总功一定是250 JD.动滑轮重一定是100 N7.下列关于功率和机械效率说法中正确的是( )A.机械效率越高,机械做功一定越快B.做功越多的机械,机械效率一定越高C.功率越大的机械做的功一定越多D.做功越快的机械,功率一定越大8.一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后比改进前相比( )A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功减少D.机械效率提高了,功率也变大了3、功率1.功率的概念: 。
功率用来描述 ,也可反映能量转化的快慢。
2.功率的公式:P = ;P = 。
3.功率的单位:瓦特(W)、千瓦、焦/秒;1瓦=1 。
4、机械效率1._______与_____的比值叫做机械效率,公式:η= .有用功总是小于总功,所以机械效率总小于1,通常用_______表示,且无单位.2.机械效率的计算:影响滑轮组机械效率的因素(不考虑绳重和摩擦):同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越 ;提升同一物体,动滑轮越重,机械效率越___。
三、经典例题例1利用下图所示装置将重为100 N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端.已知斜面的长是5 m ,高是2 m ,拉力为F =50 N ,则该装置的机械效率是 ( )A .40%B .50%C .80%D .100%例2如图10所示装置,物体B 所受重力G B =12N ,小文用一个水平向左的力F 1拉物体A ,使物体B 以速度v =0.5 m/s 的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为80%;若将物体B 换成物体C 后,小文用另一个水平向左的力F 2拉物体A ,使物体C 以4v 的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为60%。
已知F 1︰ F 2=3︰2。
不(1)斜面:η=W 有用W 总=Gh Fl ; (2)用滑轮组提升物体时: η=W 有用W 总=Gh Fs =Gh Fnh =G nF. (3)用滑轮组水平拉动物体时: η=W 有用W 总=fs 物Fs =fs 物Fns 物=f nF(f 为物体受到水平面的摩擦力).计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则第二次水平向左拉物体A时,拉力的功率是多少?例3 电动车以其轻便、实用、环保的优点,深受人们的喜爱.已知一辆电动车的质量为40kg,速度最大可达36km/h.该电动车每次充电,能储存电能3×106J,其中有72%的电能可以转化为机械能.假设该电动车一直行驶在平直路面上,当它以最大速度匀速行驶时,受到的阻力为30N.(1)该电动车以最大速度匀速行驶时,电动车牵引力的功率为多大?(2)该电动车充一次电,以最大速度匀速行驶,最多可连续行驶多长时间?例4如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m,重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg).(1)按题意画出滑轮组的绕绳.(2)人所做功的功率多大?(3)被吊起的重物质量多大?例5某同学用120N的水平拉力将重250N的木箱在水平地面上推动了6m,然后再用肩膀将木箱扛上5m高的楼上,接着肩扛着木箱在平直的走廊上走了8m,这位同学对木箱共做功焦。
例6两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图所示,则()A、甲做功较多,功率较大B、甲做功较多,功率较小C、甲做功较多,甲、乙功率相等D、甲、乙做功相等,乙的功率较大例7在新农村建设中,为解决村民饮用水,政府和村民共同兴建了一批蓄水池。
吕兵家二楼顶上的蓄水池长3m,宽2m,高1m,楼房每层高3m。
若这些水是从深2m的井中抽上来的,切求一次灌水的时间不能超过8分钟,他家所购水泵的功率至少要多少千瓦?例8(多选)小明利用如图所示的装置在4s内把重为450N的物体匀速提升了2m,动滑轮重50N (不计绳重及摩擦),下列判断正确的是()A.重物上升过程中机械能总量不变B.提升重物过程中小明所做的功是1000 JC.此装置对重物做功的功率为250WD.小明提升此重物时该装置的机械效率为90%四、课堂小练1、甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则()A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.乙吊车的电动机做的额外功较多C.甲吊车的电动机做的总功较多D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同2、用40N的力踢一个重10N的皮球,皮球在地面上向前水平地滚了30m,则脚对皮球做的功()A、300JB、400JC、1200JD、无法计算3、下面说法中正确的是()A.在平衡力作用下的物体机械能可能不守恒B.运动的物体具有的能叫动能C.甲物体被举的高度大于乙物体被举的高度甲物体的动能就一定大于乙物体的动能D.人造地球卫星由远地点向近地点运动时,势能减小动能不变4、小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为3N的物体匀速提高了0.5m,已知绳子自由端的拉力F为2N,则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是()A.s=1.5m,η=50% B.s=1.5m,η=80%C.s=lm,η=75% D.s=lm,η=37.5%5、如图所示物体A被滑轮组拉着在水平地面上5s内匀速直线运动了2m,它受到地面的摩擦阻力是96N,绳端拉力F为40N,则A物体的运动速度是 m/s,拉力F的功率是 W,该滑轮组的机械效率是.6、如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9 ×103 kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。
若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:(1)作用于绳端的拉力F是多少?(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)7、如图所示,小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2,若不计绳重与摩擦,则()A.W1 = W2η1 = η2B.W1 = W2η1 < η2C.W1 < W2η1 > η2D.W1 > W2η1 < η28、用如图所示的滑轮组来拉动钢锭,已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N,若此时滑轮组的机械效率为80%.求拉绳子的力F至少为多大?乙甲五、课后作业1.将动滑轮改为定滑轮使用后,在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度,则改动后与改动前比较()A.节省了力B.提高了功率C.降低了效率D.提高了效率2.用如图所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m,所用的拉力是80N,下列说法正确的是()A.总功是50J,有用功是80J B.有用功是50J,额外功是20JC.总功是100J,有用功是80J D.总功是80J,机械效率是62.5%3.要提高某机械的机械效率,应该()A.减小外力所移动的距离B.减小额外功占总功的百分比C.减小总功D.减小外力4.用一重10牛的动滑轮匀速提升重50牛的物体,实际工作时拉力F()A.可能是35牛B.正好是30牛C.正好是25牛D.要看被提升物体以多大的速度上升5.某机器的机械效率的大小,正确的可能是( )A.0.07% B.82% C.100% D.120%6 (多选)如图11-1所示,物体先后由倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端滑到底端,它滑到底端时速度分别为v1.v2.v3,由顶端到底端所用时间分别为t1.t2.t3则下列关系式中正确的是 ( )A.v1=v2=v3B.t1=t2=t3C.t1<t2<t3D.t1>t2>t37一个小球沿粗糙斜面以初速V0滚上一定高度后,又自动滚下回到原处.小球向上时越来越慢,所用时间为t1,向下时越来越快,所用时间为t2,则( )A.t1=t2.B.t1>t2.C.t1<t2.D.无法判断.8(多选)一个钢球和一个铝球,体积相同,钢球静止在水平桌面上,铝球从这个桌面上由静止开始落到地面上,那么( )A.两球都在桌面上时势能相等.B. 钢球的势能始终大于铝球的势能.C. 两球的机械能始终相等.D. 两球的机械能始终不等.。