山东省乐陵市八年级物理下册 第十一章 功和机械能导学案（打包4套）（新版）新人教版.zip

1第一节 功一、课程实施标准二、教学重点、难点重点：能识别物体在什么情况下做了功，在什么情况下未做功。难点：能利用功的公式进行简单计算。三、知识要点生活实例 1：用叉车搬运货物时，叉车把货物从地而提升到一定高度。叉车托起货物 ，使货物在托力的方向上发生了位置的移动。我们看到了机械工作的成效。生活实例 2：在水平地面上，用水平的拉力 F 使物体沿水平方向移动了一段即离 S，我们就说拉力有了成效。（一）力学中的功1．功的定义：如果一个________作用在物体上，物体在_______ ______________________，就说这个力对物体做了________。2．做功的两个必要因素：（1）____________________________________知识内容 完成时间 课程标准 内容细目 教学实施具体要求 评价方式功 1 课时1、结合实例理解功的概念2、知道做功的过程就是能量转化或转移的过程1、做功的两个必要因素2、功的单位3、运用功公式解决有关简单问题1、结合实例知道功的概念2、能用生活、生产中的实例解释功的含义3、理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功作业口试测试2（2）____________________________________【想想议议】判断下列几种情况，是否有力对物体做功(选填“是”或“否”)a．你把书包举高的过程中是否对书包做功？ ______b．举在高处停留不动的过程中是否做功？ ______c．张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离，张明对书包是否做功？______d．李强同学用脚踢足球，足球在地面上滚动了一段距离，脚对足球做功了吗？ ______e．小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖 直方向上是否受到力的作用？ ________是否做功？______；在水平方向上是否受力？ ______是否做功？ ______归纳：不做功的三种情况（1）____________________________________（2）____________________________________（3）____________________________________【答案】力，这个力的方向上移动了一段距离，功；作用在物体上的力，物体在这个力的方向上移动的距离；是，否，否，否，是，否，否，否；有距离无力，有力无距离，力与距离垂直。（二）功的计算做功必须有力和距离，那么我们猜想一下，力学中的功的大小与______和______有关。1．功的大小：功等于______与物体在____________上移动的______的乘积。2．功的计算公式：____________导出： ____________、____________F —— 力 —— 牛顿 —— Ns ——______ ——______ ——______W ——______ ——______ ——______公式说明：（1）在使用公式求功之前，要明确哪个力做功。（2）要注意公式中的 F 与 s“同体性、同向性和同时性” ；单位要统一。（3）做功的多少只由 W= Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦等因素无关。3．功的单位：功的单位是______，它有一个专门的名称叫做______（ joule )，简称______，符号是______。1J=1N·m1 焦耳的物理意义是____________________________________。举例：把两个鸡蛋举高 1m，做的功大约为______J。3【答案】力，距离；力，力的方向，距离； W=Fs， F=W/s， s=W/F；距离，米，m；功，焦耳，J；牛·米，焦耳，焦，J；1 牛顿力的作用在力的方向上移动 1 米距离所做的功；1四、典型例题例 1．质量为 50kg 的雪橇上装载了 350kg 的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了 3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是 800N，求马运货时做的功。(g=10N/kg )【答案】2.4×10 6J【难易】简单【考点】考查拉力及功的计算【解析】由平衡条件求出马的拉力，然后由公式 W=Fs 求出马做的功。雪橇在水平方向上受马的拉力 F，摩擦力 f 作用，∵货物沿水平道路做匀速直线运动，处于平衡状态，∴由平衡条件得：F=f=800N，马做的功 W=Fs=800N×3000m= 2.4×106J例 2．一质量为 2000kg 的小车在拉力作用下沿水平路面前进了 400m，做了 3 ×105J 的功，求拉力的大小和重力所做的功。【答案】750N，0【难易】简单【考点】考查功的计算【解析】根据 W=Fs，导出 F=W/s=3 ×105J/400m=750N竖直方向上没有距离，重力不做功。例 3．小明提着一个重 10N 的水桶，由一楼走上二楼，又沿水平走廊前进了 5m，在这过程中，小明对水桶做了多少功？（一层楼高 4m）【答案】40J【难易】简单【考点】考查功的计算【 解析】上楼过程中：W 1=Gh=10N×4m=40J；沿水平方向运动中：W 2=0J；全过程对水桶做功 W=W1+W2=40J+0=40J故答案为：40J例 4．小华的家住在五楼。一天，他把装有 30 个鸡蛋的塑料袋从一楼提到家里，提篮子的力大约做了多少功？ 说出你是怎么估算的。4【答案】180J【难易】中等【考点】考查常见物体估测及功的计算【解析】估算出 30 个鸡蛋的重力和爬楼的高度，根据 W=Fs 可算出做功的多少。根据一只鸡蛋约为 50g，则受重力为 0.5N，可知提 30 个鸡蛋的力大约为 F=15N；住宅楼的楼层高大约 3 米，家住 5 楼，此同学实际爬楼高度 s=3m×4=12m；故提鸡蛋的力大约做功 W=Fs=15N×12m=180J例 5．弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的 s - t 图象如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为 F1和 F2，相同时间内拉力所做的功分别为 W1， W2，则它们的关系正确的是A． F1﹥ F2 W1﹥ W2B． F1=F2 W1﹥ W2C． F1=F2 W1﹤ W2D． F1﹤ F2 W1﹤ W2【答案】B【难易】中等【考点】考查滑动摩擦力的大小，比较做功的大小【解析】由 s-t 图可知，两次运动做的都是匀速直线运动，所以在水平方向上，弹簧测力计对物体的拉力 F 和水平面对物体的滑动摩擦力 f 是一对平衡力；而两次运动中，物体对地面的压力、接触面的粗糙成都没变，所以滑动摩擦力 f 两次相等，没变，所以 F1=F2=f，所以 A、D 错误。由 s-t 图可知，在相同时间内 s1s2，根据功的公式 W=Fs 可知，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即 W1＞W2，正确答案选 B。例 6．小强用 100N的力，将重 5 牛的足球踢出 30m 远处，在球飞 出的过程中，他对足球做的功为A．3000J B．150J C . 0J D．无法计算【答案】C【难易】简单【考点】考查做功的两个必要因素【解析】在球飞出的过程中，有距离无力，小强不做功，故答案选 C。五、课堂反馈1．下列有关力做功的说法中正确的是5A．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功B．把水桶从地面上提起来，提水捅的力没有做功C．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功D．挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力做了功【答案】A【难易】简单【考点】考查做功的两个必要因素【解析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。用水平力推着购物车前进，满足做功的两个必要因素，推车的力做了功；把水桶从地面上提起来，满足做功的两个必要因素，提水桶的力做了功；书静止在水平桌面上，物体没有在这个力的方向上移动的距离，书受到的支持力没有做功；挂钩上的书包静止时，书包没有在拉力的方向上移动的距离，书包受到的拉力没有做功。故答案选 A。2．在水平地面上，小朋友用 50N 的水平推力推动重 100N 的箱子前进了 100m，推箱子的小朋友做的功为A．1000J B．1500J C．5000J D．0J【答案】C【难易】简单【考点】考查功的计算【解析】小朋友用 50N 的水平推力推动箱子前进了 100m， W=Fs=50N×100m=5000J，故答案选 C。3．有一起重机，它将重为 5000 N 的物体匀速提高 6 m，起重机又在水平地面上移动了 4m，则整个过程中，钢丝绳对物体所做的功是A．30000J B．20000J C．50000J D．10000J【答案】A【难易】简单【考点】考查做功的两个必要因素及功的计算【解析】上升过程中：W 1=Fs=Gh=5000N×6m=30000J；沿水平方向运动中：W 2=0J；全过程对物体做功 W=W1+W2=30000J+0=30000J，故答案为 A。4．小明从一楼走到四楼，每层楼高 4m，估计他克服重力做功为A．60J B．600J C．6000J D．60000J【答案】C6【难易】中等【考点】考 查常见物体估测及功的计算【解析】估算出小明所受的重力和爬楼的高度，根据 W=Fs 可算出做功的多少。一名中学生体重约为 500N，住宅楼的楼层高大约 3 米，从一楼走到四楼，此同学实际爬楼高度s=3m×3=9m；W=Fs=500N×9m=4500J，故答案为 C。5．下列几种情景中做功的是A．学生背着书包在水平路面 上匀速前进B．司机费了九牛二虎之力，也没能推动汽车C．某人抱着木箱，坐电梯上到 5 楼D．小球在光滑的水平面上滚动【答案】C【难易】简单【考点】考查做功的两个必要因素【解析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。A：力与距离垂直，不做功；B：有力无距离，不做功；C：满足做功的两个必要因素，做功；D：有距离无力，不做功；故答案为 C。6．用水平拉力 F 拉物体 A 在光滑水平面上沿力的方向移动距离 s，拉力 F 做功为 W1；用同样的力F 拉物体 A 在粗糙水平面上沿力的方向移动 相同的距离 s，拉力 F 做功为 W2，则A． W1=W2 B． W1﹥ W2 C． W1﹤ W2 D．条件不足，无法比较【答案】A【难易】中等【考点】考查功的计算【解析】用水平拉力 F 拉物体 A 在光滑水平面上沿力的方向移动距离 s，用同样的力 F 拉物体 A 在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离 s，W 1=Fs =W2，故答案为 A。7．甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且 v 甲 v 乙 ，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力 F 甲 和 F 乙 及两拉力在相同时间内所做的功 W 甲 和 W 乙 之间的关系是A． F 甲 ﹥ F 乙 B． F 甲 ﹤ F 乙 C． W 甲 ﹥ W 乙 D． W 甲 ﹤ W 乙【答案】C【难易】简单【考点】中等7【考点】考查滑动摩擦力的大小，比较做功的大小【解析】两次运动做的都是匀速直线运动，所以在水平方向上，对物体的拉力 F 和水平面对物体的滑动摩擦力 f 是一对平衡力；而两次运动中，物体对地面的压力、接触面的粗糙成都没变，所以滑动摩擦力 f 两次相等，没变，所以 F1=F2=f。由 v 甲 v 乙 ，在相同时间内 s1s2，根据功的公式 W=Fs 可知，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即 W 甲 ＞W 乙 ，正确答案选 C。8．重 150N 的物体在 50N 的水平 方向的拉力的作用下，沿水平地面前进 10m 后拉力消失，物体又由于惯性向前滑动了 2m，则拉力做的功是______J，重力做的功是______J。【答案】500J，0【难易】简单【考点】考查功的计算【解析】物体在 50N 的水平方向的拉力的作用下，沿水平地面前进 10m，水平方向的拉力做功：W=Fs=50N×10m=500J；物体又由于惯性向前滑动了 2m，此时有距离无力，不做功；故拉力做的功为 500J；重力方向上没有距离，不做功。9．我国设计的“中华月球”今年将登陆月球。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的 1/6，月球车的质量为 120kg，它在月球表面受到的重力为______N。若它在月球表面上方竖直下落 4m，则重力对它做的功为______J 。 （g 取 1 0N/kg）【答案】200；800【难易】中等【考点】考查重力与功的计算【解析】因为物体的质量与其空间 位置无关，所以在月球上月球车的质量仍然为 120kg，月球车在地球上受到的重力：G=mg=120kg×10N/kg=1200N，因为月球对物体的引力是地球引力的 1/6，则在月球上受到的重力：G 月 = 1/6×1200N=200N它在月球表面上方竖直下落 4m，则重力对它做的功为 W=Fs=G 月 h=200N×4m=800J1第二节 功率一、课程实施标准二、教学重点、难点重点：功率的概念的理解。难点：功率的计算。三、知识要点（一）功率概念的建立1．回忆如何比较物体运动的快慢？方法一：_____________相同，比较路程，路程长的，运动快。方法二：_____________相同，比较____________，__________的，运动快。方法三：时间不同，路程也不相同，比较__________________________。【答案】时间；路程；时间；时间短；速度2．实例：（1）小强题中 500N，在 5s 内跑到 5m 高的楼上，则小强做了_____________J 的功。（2）小明题中 500N，在 10s 内走到 5m 高的楼上，则小明做了____________J 的功。（3）小红题中 400N，在 10s 内跑到 6m 高的楼上，则小红做了____________J 的功。问题：小强和小明，_________做功快，你是怎么比较出来的？_______________________________。小明和小红，_________做功快，你是怎么比较出来的？_______________________________。知识内容 完成时间 课标标准 内容细目 教学实施具体要求 评价方式功率 2 课时1、理解功和功率2、能用生活中的实例解释功和功率的含义1、功率的概念2、功率的单位及换算3、运用功率公式解决有关问题1、结合实例知道功率的概念和物理意义2、能用生活、生产中的实例解释功率的含义3、理解功率的概念，会计算功率4、会测量人上楼或者跳绳的功率口试纸笔测试2归纳：比较做功的快慢必须考虑的两个因素：做功的多少盒做功的时间。问题：做做功的都是和所用时间都不相同的情况下，怎样比较做功的快慢？小红和小强，_________做功快，你是怎样比较出来的？__________________________。【答案】2500J；2500J；2400J；小强；做功相同时，小强所用时间少；小红；时间相同时，小红做功多；小强；P=W/t 小强功率大，所以小强做功快3．用比较法建立功率的概念【答案】（二）功率1．物理意义：表示物体___________________________________________________________。2．物理量符 号：___________。3．定义：________与__________之比叫功率，功率在数值上等于_______________________。4． （1）公式：P=_____ _________ 导出 W=___________、t=____________。比较运动的快慢 比较做功的快慢通过相同的路程，比较运动时间比较方法运动时间相同，比较路程物理意义：表示物体运动的快慢物理意义：概念：物体通过的路程与时间之比概念：引入物理概念 速度公式 v=s/t功率公式：比较运动的快慢 比较做功的快慢通过相同的路程，比较运动时间 做相同的功，比较做功时间比较方法运动时间相同，比较路程 做功时间相同，比较做功的多少物理意义：表示物体运动的快慢物理意义：表示物体做功的快慢概念：物体通过的路程与时间之比概念：物体做功的多少与时间之比引入物理概念 速度公式 v=s/t功率公式：P=W/t3W—— 功 —— 焦耳 —— Jt——___________——___________——______________P——___________——___________——______________（2）推导：由 P=W/t=________=__________公式变形：P=________________ 导出 F=__________、v=_______． ．F—— 力 —— 牛顿 —— Nv——___________——___________——______________P——___________——___________——______________说明：拉力 F 必须是恒力，且物体运动的速度应不变；速度 v 跟拉力 F 必须对应，即 v 必须是收到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。5．单位（1）国际单位：__________，简称____________，符号__________。（2）常用单位：__________，符号____________ 关系：1kW=__________W（3）1W=__________J/s1W 的物理意义：_____________________________________________________。【答案】1．单位时间内做功多少的物理量；2．P；3．功；做功时间；单位时间内做功多少的物理量；4． （1）W/t；Pt；W/P；时间；秒；s；功率；瓦特；W；（2）FS/t；Fv；Fv；P/v；P/F；速度；米每秒；m/s；功率；瓦特；W；5． （1）瓦特；瓦；W；（2）千瓦；kW；1000；（3）1；物理每秒做功一焦耳或物体单位时间内做功 1 焦耳练习：甲机器 的功率是 5000W，它表示这台机器____________________________。乙机器的功率是8000W，这两台机器中___________机器做功快。【答案】单位时间内做功 5000J；乙了解：优秀运动员短时间运动的功率约为一千瓦；小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦；电力机车和内燃机车的功率为数千千瓦；万吨级远洋货轮的功率可达一万千瓦以上。四、典型例题例 1．大石头质量为 6t，起重机的吊钩 15s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1m，如图所示，起重机提升大石头的功率是多少？（取 g=10N/kg）【答案】6t=6000kg；G=mg=6000kg×10N/kg=6×10 4N；P=Fs/t=6×10 4N×1m/15s=4000W【难易】较易4【考点】功率公式的应用【解析】本题主要考察学生对于功率公式的理解以及应用，克服重力所做的功为起重机所做的功，则功率就是提升石头的功率例 2．功率是 25kW 的拖拉机，它 4h 做的功如果由平均功率是 0．4kW 的耕牛去完成需要多长时间？【答案】25kW=2.5×10 4W ；4h=1.44×10 4s；0.4Kw=400W； W=Pt=2.5×104W×1.44×104s=3.6×108J，根据公式 W=Pt 得到t=W/P=3.6×108J/400W=0.9×106s=250h【难易】中等【考点】功率公式的应用以及变形【解析】拖拉机和耕牛对于所做的功是完全相同的，故需要计算出总功的大小，再用功率公式变形，计算出所需时间长短例 3．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为 200kW，速度为 72kW/h，汽车行驶 2h，发动机所做的功是多少？卡车的牵引力是多少？【答案】200kW=2×10 5W ；2h=7.2×10 3s ；72km/h=20m/s；W=Pt=2×10 5W×7.2×103s=1.44×109J；根据公式 P=Fv 得到F=P/v=1.44×109J/20m/s=7.2×108N【难易】中等【考点】功率公式的应用以及变形的应用【解析】根据电功公式可以求出卡车匀速行驶 2h 时所做的功，根据公式 P=Fv 得到变形公式求出牵引力大小例 4．高出水面 30m 处有一个容积是 60m3的蓄水池，要用一台离心式水泵抽水给蓄水池，1h 能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少 kW？（取 g=10N/kg）【答案】1h=3.6×10 3s ；m=ρv=1×10 3kg/m3×60m3=6×104kg；G=mg=6×10 4kg×10N/kg=6×105N；P=Fs/t=6×10 5N×30m/3.6×103s=5000W=5kW【难易】中等【考点】功率公式的灵活应用【解析】这里水泵做功的功率就是克服水重力做功的功率，故求出克服水重力做功功率就可以求出水泵的功率5例 5．一辆汽车匀速行驶时收到的摩擦力为 40000N，速度可达 72Km/h。求：（1）该汽车发动机的功率是 多少？（2）若将汽车发动机装在汽船上，匀速行驶时的速度只能达到 10m/s，则汽车行驶时收到的摩擦力为多少？（设发动机功率恒定不变）【答案】 （1）P=Fv=4×10 4N×20m/s=8×105W；（2）根据公式 P=Fv 得到F=P/v=8×105W/10m/s=8×104N【难易】中等【考点】功率公式的灵活应用【解析】 （1）根据功率公式 P=Fv 得到发动机功率；（2）由 于船做匀速直线运动，故船受到的牵引力等于摩擦力，再根据公式求解出牵引力五、课堂反馈1．根据上面所学，试着完成下 面几个简单的判断（1）做功快，功率大；做功慢，功率小；（ ）【答案】√【难易】较易【考点】功率的物理意义【解析】功率的物理意义：物体做功快慢的物理量（2）做功多，功率大；做功少，功率小；（ ）【答案】×【难易】较易【考点】功率的物理意义【解析】功率的物理意义：物体做功快慢的物理量，与做功多少无关（3）做功时间短，功率大；做功时间长，功率小；（ ）【答案】×【难易】较易【考点】功率的物理意义理解【解析】当做功相同时，时间越短，功率越大；时间越长，功率越小（4）相同时间内做功多，功率大；相同时间内做功少，功率小：（ ）【答案】√6【难易】较易【考点】功率与时间关系【解析】当时间相同时，做功越多，功率越大；做功越少，功率越小（5）完成相同的功时间短，功率大；完成相同的功时间长，功率小；（ ）【答案】√【难易】较易【考点】功率与时间关系【解析】当做功相同时，所用时间越短，功率越大，反之功率越小2．关于功率，下列说法中正确的是A．功率是说明做功多少的物理量 B．功率是说明力做功快慢的物理量C．做功时间越长，功率一定小 D．力做功越多，功率一定大【答案】B【难易】较易【考点】功率的物理意义【解析】功率的物理意义：物体做功快慢的物理量3．小明和爸爸一起去登山，登山顶时，小明用了 20min，爸爸用了 25min，爸的体重是小明的1．5 倍，则小明与爸爸的登功率之比为A．5：6 B．6:5 C．15:8 D．8:15【答案】A【难易】中等【考点】功率的比例计算【解析】20min=1200s；25min=1500s；P 1=W/t=Fs/t=G1s/t；P 2=G2s/t；经计算得 P1：P 2=5：64．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 =1:2A【难易】中等【考点】功率的比例计算7【解析】根据功率公式 P=W/t 得到 W=Pt，则当功率一定时，功与做功时间成正比，则两车做功之比为 1:1；而 F=W/s，F 甲 ：F 乙 =1:25．班里组织一次比赛活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的是①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度A．②④ B．①④ C．①②③ D．②【答案】C【难易】较易【考点】功率在生活中的应用【解析】根据功率公式 P=W/t=Fs/t=Gh/t，故需要的测量的有学生重力，楼层高度，以及所需时间6．如图所示，一个质量为 50kg 的人，在 10s 内连续向上跳 12 个台阶，已知每个台阶的高度为0．2m，则这个人在这段时间内的功率是（g 取 10N/kg）A．1200W B．10W C．12W D．120W【答案】D【难易】中等【考点】功率公式的应用【解析】P=W/t=Fs/t=Fv=500N×0.24m/s =120w7．粗糙水平地面上有一个重为 100N 的物体。用 20N 的水平拉力使其在 10s 内匀速前进了 10m，在此过程中A．重力做功的功率为 100W B．支持力做功的功率为 100WC．拉力做功的功率为 200W D．拉力做功的功率为 20W【答案】D【难易】中等【考点】功率的计算【解析】P=Fs/t=20N×10m/10s=20w1第三节 动能和势能一、课程实施标准二、教学重点、难点重点：能的概念的建立、探究影响动能 大小的因素难点：理解动能和重力势能三、知识要点（一）能1．实例：（1）风吹着帆船航行，风对帆船做了功（2）子弹能击穿靶，子弹对靶做了功（3）急流的河水把石头冲走，水对石头做了功（4）运动的钢球打在木块上，把木块推走，_______对________做了功【答案】钢球；木块2．一个物体能够_______________，我们就说它具有能。能量的单位与_____单位相同，也是_________，符号__________。【答案】对外做功；功；焦耳，J3．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量就越__________。说明：“能够做功”是说做功的物体具有这种本领。不是正在做功或已经做功。【答案】大（多选）练习：关于能的概念，下列说法错误的是A．一个物体能够做功，我们就说它具有能B．正在运动的物体一定没有能C．没有做功的物体一定没有能D．具有能的物体不一定在做功【答案】BC【难易】简单【考点】能的定义【解析】正在运动的物体具有动能，所以 B 不对；物体能够对外做功，这个物体就具有能，所以 C 不对。（二）动能1．定义：物体由于_________而具有的能，叫做动能。【答案】运动2． 【实验】探究物体的动能跟哪些因素有关。实验装置如图所示知识内容 完成时间 课标标准 内容细目 教学实施具体要求 评价方式动能和势能 1 课时知道动能、势能和机械能1、动能、重力势能、弹性势能2、机械能1、知道动能势能的概念2、在探究实验中理解影响动能势能的因素作业测试小条2（1）猜想：影响动能大小的因素可能是物体的________和物体的_________。（2）实验中是通过观察什么来反映钢球动能大小？根据______________________________________来判断钢球具有动能的大小。（3）这个实验用的研究方法是___________法和___________法。（4）实验中是怎样探究动能与速度的关系的？让________钢球 A 分别从同一斜面的__________高度由________开始滚下，钢球运动到达水平面的_________不同。实验表明：钢球的高度 h 越高，钢球运动到底部时越_______（选填“快”与“慢” ） ，物体B 被推得越______（选填“远”与“近” ） 。质量相同时，钢球的_________越大，动能越____。（5）实验中是怎样探究动能与质量的关系的？改变钢球的___________，让________的钢球从__________高度由________开始滚下。实验表明：速度相同时，质量越______的钢球能将物体 B 推得越__________（选填“远”与“近” ） 。所以，钢球的速度相同时，钢球的_________越大，动能越_ ___。【答案】 （1）质量；速度（2）钢球推动物体 B 移动的距离（3）控制变量法；转化法（4）同一个；不同；静止；速度；快；远；速度；大（5）质量；质量不同；相同；静止；大；远；质量；大3． 【归纳结论】质量相同的物体，运动的_________越大，它的动能越__________；________相同的物体，_ _________越大，它的动能也越大。【答案】速度；大；速度，质量34．讨论课本上的“想想议议”：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型设计不一样 的最高行驶速度？【答案】因为机动车的动能与速度有关，速度越大，具有的动能就越大，不容易刹车，会发生危险，所以要对机动车的最高行驶速度进行限制。动能的大小还与质量有关，不同车型质量不同，质量越大，动能越大，所以质量大的车型最高行驶速度应该较小，所以在同样的道路上，不同车型设计不一样的最高行驶速度。（三）势能1．重力势能——物体由于___________所具有的能，叫做重力势能。【答案】被举高【实验】探究物体的重力势能跟哪些因素有关实验器材：有四个铁钉的小方桌、沙箱、质量不同的重物（如图所示）（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能是物体 的__________和物体的________。（2）实验中是通过观察什么来反映重物的重力势能大小？通过观察小方桌下四颗铁钉陷入沙箱中的_________来判断重物的重力势能大小。（3）这个实验用的研究方法是____________法和___________法。（4）要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图______和图______进行分析比较。实验表明：当物 体的_________一定时，物体高度越______，物体的重力势能越大。（5）图乙和图丙探究的问题是______________________________________________。实验表明：当物体的_________一定时，物体的______越高，物体的重力势能越_____。【归纳结论】质量相同的物体，运动的_________越高，它的重力势能越__________；高度相同的物体，物体的__________ 越大，它的重力势能也越大。【答 案】 （1）质量；高度（2）深度（3）控制变量法；转化法（4）甲；乙；质量；大（5）重力势能大小与质量的关系；高度；质量；大；高度；大；质量2．弹性势能：发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此也具有能量。（1）定义：物体由于发生_________而具有的能叫做弹性势能。4（2）影响弹性势能的因素：相同物体的弹性形变越_______，它具有的弹性势能就越大。【答案】 （1）弹性形变（2）大3．___________势能和____________势能统称为势能。【答案 】重力；弹性四、典型例题例 1．请你判断下列物体具有哪种形式的能量：（1）在水平公路上行驶的汽车：___________能（2）悬挂在天花板上的吊灯：___________能（3）在空中飞行的飞机： ___________能___________能（4）被拉开的弹弓。___________能【答案】 （1）动；（2）重力势；（3）动；重力势；（4）弹性势【难易】简单【考点】动能与重力势能【解析】在水平公路上行驶的汽车有速度，所以有动能；悬挂在天花板上的吊灯被举高了，所以具有重力势能；在空中飞行的飞机 既有速度，又有高度，所以具有动能和重力势能；被拉开的弓发生了弹性形变，所有具有弹性势能。例 2．阅读下图的剪报。用物理知识解释：为什么此时的馒头能把人砸伤？【答案】飞出去的馒头由于惯性，还会有与列车相同的速度，由于速度较大，所以具有的动能也较大，所以馒头击中人时，会把人砸伤。【难易】中等【考点】动能【解析】动能大小与速度有关，质量相同时，速度越大，动能就越大。例 3．.拦河大坝使上游的水位升高，提高水的重力势能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的势能最终转化为电能。瑞士的大笛克桑斯大坝高 285m，我国葛洲坝水电站的拦河坝高 70m。有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？ 为什么？【答案】不能够这样简单地得出结论，因为重力势能的影响因素有两个：质量和高度，瑞士的大笛克桑斯大坝的高度虽然比葛洲坝水电站的拦河坝高，但是不知道水的质量关系，所以不能说前者水的重力势能比后者的大。【难易】简单【考点】重力势能【解析】重力势能的影响因素有两个：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。例 4．物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。请你研究本小节小资料“一些物体的5动能”提供的数据，质量与速度相比，哪个对物体的动能影响更大？【答案】速度对物体的动能影响更大【难易】简单【考点】动能的影响因素【解析 】例如人的质量是牛的 1/12，速度是牛的 12 倍，但是人的动能比牛大得多，所以速度对物体的动能影响更大。1第一节 机械能及其转化一、课程实施标准二、教学重点、难 点重点：理解动能和势能之间的相互转化；了解机械能守恒难点：理解动能和势能之间的相互转化三．知识要点（一）机械能1．定义：_____能、_______能和________能统称为机械能。动能和势能可以相互转化。【答案】动；重力势；弹性势2．物体具有 能量大小可以用做功多少来衡量。因此，机械能的单位也是功的单位_____。【答案】焦耳（二）动能和重力势能可以相互转化1．滚摆实验（1）当滚摆在最高处静止时，重力势能________，动能______；（填“最大”或“最小” ）（2）滚摆下降时，重力势能_______，因为滚摆_____变低；_____能增大，因为滚摆______变大；说明_____能转化为了______能。（3）滚摆上升时，速度______，则动能_______，同时高度_______，重力势能______，说明知识内容 完成时间 课程标准 内容细目 教学实施具体要求 评价方式机械能及其转化1 课时1．通过实验，了解动能和势能的相互转化2．用实例说明机械能和其他形式能之间的转化动能、势能的相互转化1．能用实例理解动能和势能的相互转化2．能解释有关动能、重力势能、弹性势能，之间相互转化的简单物理现象3．通过观察和实验认识动能和势能的转化过程，例如会说明荡秋千过程中动能和势能的转化过程作业测试小条2_____能转化为了________。【答案】 （1）最大；最小；（2）减小；高度；动；速度；重力势；动（3）减小；减小；增大；增大；动；重力势能2．单摆实验（1）一个小球由细线吊着在 A、C 间自由摆动。当小球在 A 处时，动能_______，重力势能_________；（2）小球由最高点 A 运动到最低点 B 的过程中，小球的高度降低，因此小球具有的重力势能_______，同时速度_____，小球具有的_______增加；在这个过程中可以发现小球原先具有的________能转化为了小球的_____能；（3）小球由最低点 B 运动到最高点 C 的过程中，速度______，小球具有的动能_____；同时小球的高度_______，因此小球具有的重力势能_______，在这个过程中可以发现小球原先具有的______转化为了小球的_______。【答案】 （1）最大；最大；（2）减小；增大；动；重力势；动（3）减小；减小；增大；增大；动；重力势能（三）动能和弹性势能可以相互转化1．如图所示装置，让木球从斜槽滚入水平槽里，在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定，观察木球和弹簧片碰撞过程中，并思考这个过程中的能量转化。（1） 木球从斜面上滚下的过程中，_____能转化 为了______能；（2）当木球与弹性钢片碰撞的过程中，木球的速度_______，弹簧片的弹性形变程度______，木球的_____能转化为_____能；（3）在弹性钢片恢复形变的过程中，木球的速度______，弹簧片的弹性形变程度______，木球的______能转化为______能；（4）在木球滚上斜面的过程中，______能转化为______能。【答案】 （1）重力势；动（2）减小；变大；动；弹性势（3）增大；变小；弹性势；动（4）动；重力势2．篮球下落过程中，_______能转化为________能，球发生形变的过程中，_______能转化为3________能，球恢复形变的过程中，_______能转化为________能，球上升过程中_______能转化为________能。【答案】重力势；动；动；弹性势；弹性势；动；动；重力势（四）机械能守恒1．机械能守恒的条件：如果只有动能和势能相互转化，不存在向第三种 能量的转化，机械能的总和保持不变。或者说机械能是守恒的。【想想做做】把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉倒自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示，想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？【答案】铁锁摆回后碰不到鼻子，因为能量是守恒的，如果没有能量损失的话， 铁锁摆回后，刚好回到摆前的位置2．人造地球卫星（1）人造地球卫星离地球最近的一点叫近地点，此时卫星的重力势能最_____；离地球 最远的一点叫_______，此时卫星的重力势能最________。（2）当卫星从远地点向近地点运动时，它的重力势能_______，动能________，_______能转化为______能；（3）当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能_______，动能________，_______能转化为______能。【答案】 （1）小；远地点；大（2）减小；增大；重力势；动（3）增大；减小；动；重力势2．思考，单摆实验中小球为什么最终会停下来？单摆上升的高度为什么一次比一次低？篮球反跳高度为什么一次比一次低？【答案】在地球上会有空气，自然会有空气阻力，单摆在摆动过程中,与空气摩擦，将一部分机械能转化为内能，即热量。最终单摆的机械能全部转化为内能，单摆停止运动。所以篮球也是同理四．典型例题例 1．在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中：（1） （1）说明皮球机械能的转化情况；（2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零；（3）分析皮球不能回到原来高度的原因。（1）①加速下落过程：________能转化为______能②落地弹性压缩过程：________能转化为______势能4③恢复形状反弹过程：________能转化为______能④减速上升过程：________能转化为______势能（2）皮球在以下三个位置时动能为零（速度大小不为零）：①②③（3）分析：【答案】 （1）①重力势；动；②动；弹性势；③弹性势；动；④动；重力势（2）①皮球在升到最高点静止时动能为零；②皮球落到最低点动能全部转化成弹性势能时动能为零；③小球弹起，且上升到最大高度时。（3）由于有空气阻力和碰撞时的能量损失，球不能回到原来的高度【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】 （1）皮球从手中下落时重力势能最大，下落过程中重力势能减小动能变大，刚接触地面动能减小弹性势能增大；被弹起时弹性势能最大，弹性势能转化成动能皮球弹起，在上升过程中，动能减小转化成重力势能。 （2）①皮球在升到最高点静止时动能为零；②皮球落到最低点动能全部转化成弹性势能时动能为零；③小球弹起，且上升到最大高度时。 （3）其实，球被地面弹起后不能再回到原来的高度，要使球被地面弹起后回到原来的高度，人必须给它施加一个力，通过消耗人的内能来增加皮球的动能．例 2．电动小车沿斜面向上匀速行驶，则在这个过程中A．动能减小，重力势能增大，总机械能不变B．动能增大，重力势能减小，总机械能不变C．动能不变，重力势能减小，总机械能不变D．动能不变，重力势能增大，总机械能增大【答案】D【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】沿斜面匀速向上行驶，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，总的机械能就变大。5例 3．怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？说明这种抛法的理由。【答案】给乒乓球一个向下的速度，根据机械能守恒，乒乓球到达最高点时，重力势能=抛出点的动能和势能之和，因此最高点时的重力势能比抛出点时的势能要大，最高点要比抛出点高。【难易】容易【考点】本题主要考查的是机械能守恒。【解析】如静止下落，乒乓球不可能高过初始高度，所以要给乒乓球一个初始速度。 。例 4．如图，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上。实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去！以下有关能量转化的判断，正确的是A．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能B．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能C．铁罐在斜面上 从最低处滚到最高处，主要是动能转化为 重力势能D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能【答案】D【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为弹性势能；铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能。五．课堂反馈1．说明下列过程中机械能的转化：（1）雪橇从山坡上滑下；__________________________________________________（2）炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；______________________________（3）玩具弹簧枪将“子弹”射出去；________________________________________（4）小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着；______________________【答案】 （1）势能转化为动能；（2）上升过程中动能转化为势能，下降过程中势能转化为动能；（3）势能转化为动能；（4）上升过程中动能转化为势能，下降过程中势能转化为动能。【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。6【解析】本题主要考查能量的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与弹性形变程度有关。2．运动员掷出的标枪在上升过程中，______能转化为_______能；在下落过程中，_____能转化为_____能。【答案】动；重力势；重力势；动。【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】本题主要考查能量的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，上升过程中，动能转化为重力势能，下降过程与之相反。3．神舟五号飞船飞离地面的过程中，速度越来越大，在此过程中，航天英雄杨利伟所具有的动能变_________，具有的机械能________。【答案】大；大。【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】本题主要考查能量的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，加速上升过程中，动能变大，重力势能变大，总的机械能增大。4．如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是A．蓄势待发的火箭 B．水平匀速飞行的飞机 C．匀速下降的热气球 D．加速上升的飞艇【答案】C【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】本题主要考查能量的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，匀速下降过程中，动能不变，重力势能减小，总机械能减小。5．有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在 O 点，另一端系住运动员，运动员从 O 点自由下落，A 点处弹性绳自然伸 直。B 点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C 点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从 O 点到 C 点的7运动过程中忽略空气阻力，则A．从 O 至 C 运动员速度一直减小B．从 O 点至 A 点运动员机械能不守恒，从 A 点至 C 点机械能守恒C．从 O 至 A 过程中运动员速度增大，从 A 至 C 过程中运动员速度减小D．从 O 至 B 过程中运动员速度增大，从 B 至 C 过程中运动员速度减小【答案】D【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】根据题意可知，从 O 点到 B 点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从 B 点到 C 点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达 C 点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒．故选 D．6．下列过程中，属于动能转化为重力势能的是A．小球在水平桌面上向前滚动 B．篮球从篮筐上下落C．秋千从低处荡到高处 D．小孩从滑梯上匀速下滑【答案】C【难易】容易【考点】本题主要考查的是能量的转化。【解析】本题主要考查能量的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，秋千上升过程中，动能转化为重力势能。