人教版物理九年级第十五章功和机械能学案

十五章功与机械能学案一、功一、基础知识预习提纲1．力学里所说的功包括两个必要因素：一是；二是物体在。2．不做功的三种情况：。3．力学里规定：。公式：。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．功的原理内容：6：使用机械要省力必须费，要省距离必须费，既省力又省距离的机械是没有的。二、课前巩固练习：例1某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，推出球后这个阶段人对球所做的功为（）A．0JB．200JC．150JD．条件不足，无法计算例2举重运动员在比赛时，第一阶段把杠铃拿起并举过头顶，第二阶段使杠铃在空气中静止3s。关于运动员对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是、A．在第一阶段内做了功B．在第二阶段内做了C．在两个阶段内一直都在做功D．在两个阶段内一直都没有做功例3船在水面上匀速行驶，受到重力、浮力、牵引力和阻力的作用，其中A.重力对船做功B.浮力对船做功C.牵引力对船做功D.没有力对船做功例4.下列运动中的物体，没有力对它做功的是A.在光滑水平面上做匀速滑动的物体B.在水平轨道上匀速行驶的列车C.从高处落下的雨滴D.正在下坡行驶的汽车例5如图，人通过定滑轮拉住重为98牛的物体，当人拉绳子从A点慢慢移动到B点时，人对绳子的拉力和拉力所做的功为、、拉力逐渐增大，拉力所做的功为98焦拉力的大小不变，拉力所做的功为98焦拉力的大小不变，拉力所做的功为294焦拉力的大小不变，拉力所做的功为392焦例6某人用20N的推力把一个重400N的箱子水平移动了10m，则此人对箱子做的功为_________J；若此人又将此箱子匀速提到高1m的货架上，此人又对箱子做功为________J.例7.在光滑水平面上有一个质量为m的静止物体，用水平推力F使它加速前进了距离s，推力所做的功为W1，若仍用水平推力F在粗糙的水平面上推同一物体匀速前进的距离仍为s，推力所做的功为W2，那么A.W1W2B.W1=W2C.W1W2D.条件不足,无法判断例8.如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高斜面匀速拉到顶部，且F1F2F3，则拉力所做的有用功321FsssA.W1=W2=W3B.W1W2W3C.W1W2W3D.无法确定二、机械效率【学习目标】1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。2.理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。例1这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考：1.几段绳子承担物体和滑轮的总重？2.砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？3.把100N重的砂子运上6m高的楼上，需要做多少功？4.通过滑轮组，绳子末端用了40N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？5.想一想，这两个功为什么不相等？一、基础知识提纲1．有用功：定义：。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总斜面：W有用=Gh2．额外功：定义：。公式：W额=W总－W有用3．总功：定义：公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL例2用桶从井中提水的时候，对做的功是有用功，对做的功是额外功。如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是功，对水做的功是功。4．机械效率：①定义：。②公式：斜面：定滑轮：动滑轮：滑轮组：③有用功总总功，所以机械效率总。通常用表示。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：，例3.机械效率越高，表示A.做的功越多B.做的有用功越多C.越省力D.有用功与总功的比值越大例4.用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高10cm，手向下压杠杆的力是240N，手下降的高度是________cm，人做的总功是________J，额外功是________J，杠杆的机械效率是________.例5.如图1所示，物体重为100N，若不计任何摩擦及绳重，则不考虑动滑轮重时，匀速拉动滑轮向上运动0.5m时，拉力F的大小为________N，拉力做的功为________J，机械效率为________.若考虑动滑轮重且动滑轮重8N时，则匀速拉动滑轮向上运动0.5m时，拉力F大小为________N，拉力做的功为________J，机械效率为________.F图1图2图3例6．如图2所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为_________，滑轮组的机械效率是___________。（绳重和摩擦不计）例7如图3所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，若机械效率为η1=80%，第二次提起重为G2的重物（2G1=G2），机械效率为η2，则可判定η1______80%。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）例8.如图4所示，物体重100N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为50N，用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动20s.若绳重、滑轮重及滑轮轴的摩擦均可忽略，则水平拉力F的大小为________，拉力做的功为________J，功率为________W.如果滑轮组的机械效率为80%，则拉力做功的功率为________W.F图4二、课前巩固练习1．机械效率不可能大于1的原因是（）A．动力总大于有用阻力B．动力功总是大于机械克服全部阻力所做的功C．阻力功总是大于动力功D．它符合功的原理2．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（）A．杠杆最多B．斜面最多C．滑轮组最多D一样多3．若把一个定滑轮改成动滑轮使用，除了可以省力外，还（）A．可以省功B．提高了机械效率C．机械效率不变D．降低了机械效率4．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是_____________，总功是___________，机械效率是___________。5．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是___________。7．某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做_________J的额外功。8．如图5所示，用甲、乙两个滑轮组来提相同重物G，甲图中两个动滑轮共重5N，乙图中一个动滑轮重3N，不计摩擦和绳重，则两个滑轮组的机械效率（）A．甲比乙大B．甲比乙小C．一样大D．以上三种情况都可能9．如图7所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度，所用的拉力F1=F2，比较两拉力所做的功W1．W2及两滑轮组的机械效率η1．η2，则有（）A．W1W2，η1η2B．W1W2，η1η2C．W1=W2，η1=η2D．W1W2，η1η210．利用一个滑轮组提升物体，不计摩擦阻力，则用这个滑轮组（）A．提升的物体重力越小，机械效率越高B．提升的物体重力越大，机械效率越高C．把物体提的越高，机械效率越高D．自由端拉力越大，机械效率越高11．用两个定滑轮和两个动滑轮组成一个滑轮组，（动滑轮的重力不能忽略）用此滑轮组提起重力为200N的物体，如果提起物体所需要的力是50N，则此滑轮组的机械效率为（）A．60%B．65%C．80%D．85%12．用相同的定滑轮和动滑轮，组成甲、乙两个滑轮组，如图8所示，用它们来提升同一重物，甲滑轮组将重物举高1m，乙滑轮组将重物举高2m，在不计绳重和摩擦的条件下，下列说法正确的是（）A．甲滑轮组拉力大，机械效率低B．乙滑轮组省力，所以它的机械效率高C．乙滑轮组将重物举得高。所以它的机械效率高D．乙滑轮组做的有用功多，但甲、乙机械效率相等13．斜面是一种简单机械，盘山公路可以看成是斜面，一辆客车在盘山公路上行驶，假如客车质量为7000kg，向上行驶过程中牵引力保持30000N不变，行驶了2000m的路程时，客车升高了300m，在此期间，（1）牵引力做了多少功（2）盘山公路的机械效率是多少三、功率一、基础知识提纲1．物理意义：。2．定义：。3．公式：4．单位：主单位；常用单位。换算：某小轿车功率66kW，它表示：。5．功和功率的区别功率是表示做功快慢的物理量。功率和功是两个不同的概念，做功多不一定做功快；反之，做功快不一定做功多。功率大，表示单位时间内做功。从公式可知，相同的时间内做功多的，功率；做相同的功，所用时间少的，功率。6．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。二、课前巩固练习例1一名举重运动员在3s内把质量为100kg的杠铃举高1．8m，则此过程中该运动员做功的功率是W。（g取10N/kg）例2体重相同的甲乙两人，都从一楼走上三楼，甲慢慢上行，乙快跑上楼，则w甲w乙，p甲p乙例3物体在拉力的作用下，以速度沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于多少？汽车爬坡时，为什么司机采取换挡的办法减小速度，以获得较大的牵引力。练习1关于功率的说法中正确的是A.功率越大，表示做功越快B.功率越大，表示做功越多C.物体做功用的时间越长，功率越大D.物体做功用的时间越短，功率越大2．关于机械效率和功率下面说法正确的是A.功率越大的机械，机械效率越高B.机械效率大小与功率大小有关C.机械效率越低的机械，做的功就越小C.由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于13：用杠杆来撬一重为2400N的大石块，当手在5s内用300N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6m，大石块被举高多少m？人做功的功率为多大？（不计杠杆的重力和摩擦）4甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的距离之比s甲：s乙=2：1，那么（）A．两辆汽车的牵引力F甲：F乙=1：2B．两辆汽车的牵引力F甲：F乙=2：1C．两辆汽车做的功之比W甲：W乙=1：2D．两辆汽车做的功之比W甲：W乙=2：15高出水面30m处有一容积为50m³的水箱，要用一台离心式水泵抽水给水箱，1h内能吧水箱充满，这台水泵的功率至少多少kW?(g取10N/kg)6.如图所示，在相同时间里，用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度，乙的动滑轮比甲重，比较它们的机械效率η甲、η乙和两力做功的功率P甲、P乙，则GFGFA.η甲η乙,P甲P乙B.η甲η乙,P甲P乙C.η甲η乙,P甲P乙D.η甲η乙,P甲P乙7如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N则，拉力所做的总功为多少？机械效率为多少？功率为多少？Ｆ甲乙四、动能和势能五、机械能【学习目标】1．理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例。2．理解动能、势能的大小跟什么因素有关。3．知道机械能包括动能和势能。4．能正确理解有关动能和势能之间相互转化的简单现象。5．初步了解机械能守恒的含义。一、基础知识提纲（一）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。2．动能的定义：动能的单位：影响动能大小的因素：3．势能重力势能的定义：影响重力势能大小的因素：弹性势能的定义影响弹性势能大小的因素二、课前巩固练习例1演示运动物体具有动能，功能的多少与运动物体的质量和速度的大小有关。实验装置如图1．52－1所示，斜面小车的平板一端架高，形成斜面，再取一长方体（可用纸盒式泡沫垫块）放在平面上。用力推动长方体移动一段距离，则要做功。1．将演示小车从斜面中部向下运动。当小车碰到长方体时，可以看到运动的小车能把长方体推动一段距离，这表明小车具有动能，推动长方体做了功。记下长方体通过的距离S1。2．让小车从斜面的更高处向下运动，重复上述实验，小车到达平面时的速度比原来增大。记下长方体这时通过的距离S23．改变小车的载重（在小车上加放一个砝码），让小车分别从实验1、2时的起点位置向下运动，重复二次实验，并记下长方体