最新浙教版九年级科学上册教案第12讲-功和功率名师优秀教案.doc

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1、浙教版九年级科学上册教案第12讲-功和功率学员班级:班 年 级: 课 时 数:3课时 学员姓名: 辅导科目: 学科教师: 教学主题 功、功率、机械能 授课日期及时段 教学过程 学习功和功率相关知识 能量的相互转化 1,能量的定义, 物体能够对外做功,物体具有能量 2,人造卫星在太空中工作所需要的电能来自哪里, 太阳能 3,在火山多发地带,断断续续地喷发热泉水,它的能量转换关系是什么? 地热能转化为机械能 4.森林大火的能量转化关系是什么? 化学能转化为内能 5.光和作用和呼吸作用的能量转化关系是什么? 太阳能转化为化学能;化学能转化为内能 6.水电站工作是能量转化关系是什么? 重力势能转化为动

2、能再转化为电能 7.青蛙从地上跃起捕捉害虫,其能量转化关系是什么? 化学能转化为机械能 8.人骑自行车时能量转化关系是什么? 化学能转化为机械能 9.蓄电池充电时和放电时的能量转化关系是什么? 电能转化为化学能,化学能转化为电能 10.常见的电热器工作时的主要能量转化关系是什么? 电能转化为内能 11.流星的能量转化关系是什么? 机械能转化为内能 12.(课本72页)热空气上升推动风车转动的能量转化关系是什么? 热能转化为机械能 13.蒸汽机的能量转化关系是什么? 燃料的化学能转化为水蒸汽的内能再转化为汽车的机械能 14.能的转化和转移有什么本质区别,请各举两例加以说明? 能的转化指的是能的本

3、质发生了变化,而能的转移指能的本质没有发生变化,凡是做功改变物体内能的都是能的转化,而热传递改变物体内能的都是能的转移 晒太阳、冷热水混合等都是能的转移,电热器烧水属于能的转化，电能转化为内能， 15,燃料燃烧的能量转化关系使什么, 化学能转化为内能 16,将热水倒入能水肿,热水的温度没有上升的原因是什么, 能的转化和转移有一定的方向性 【经典例题】 【例1】下列对能量转化的描述不正确的是 A,蓄电池充电,电能一化学能 B,发电机工作,电能一机械能 C.萤火虫发光,生物质能一光能 D,内燃机工作,化学能一内能一机械能 【答案】B 【例2】如图所示,在试管中装一些水,用软木塞塞紧,对试管加热使水

4、沸腾,会看到蒸汽把软木塞“嘭”的一声顶开。“蒸汽顶开软木塞”是一个能量转化的过程,请对此能量转化过程作出描述,_。 【答案】内能转化为机械能，动能， 【例3】下列实例中,属于机械能转化为内能的是, A,流星穿过大气层时发热发光 B,冬天,嘴对着双手哈气 C汽油机的做功冲程 D,不锈钢汤勺放在热汤中 【答案】A 【答案】A 【知识导入】 1.小车陷入草地中,农夫用力但没推出,农夫对小车做功了吗? 2.两个小朋友拎着一桶水从水池边水平向前走了100米去浇花,他们对桶做功了吗? 1、做功的两个必要因素. 重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”物体有否沿力的方向发生移动距离. 2、明白不做功的三种情况

5、 A.物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离.叫“劳而无功”。 B.物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动).此情况叫“不劳无功”。 C.物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动).此情况叫“垂直无功”。 3、在分析做功情况时还应注意以下几点 A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功. B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功.;或哪个物体对哪个物体做功。 C.什么叫物体克服阻力做功。若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F

6、的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。 比如:沿竖直方向匀速提重为G牛的物体向上移动了,米,我们可以说:提力对物体做了功。功的大小为,S,h;也可以说物体克服重力做功,功的大小为W,Gh; 在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W,fs. 4、对公式W,Fs的理解 (1)物理意义:表示能量转化数量大小的物理量。 (2)功的定义:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式:一般式 W,Fs ;功和功率的关系式W=Pt 常用式 W,Gh(克服重力做功)或W,f阻s(克服摩擦阻力做功) (3)单位:牛顿米 ;国际单位的专用名称焦耳(J) (4)注意事项 A.有力才有可能做功,没有力根

7、本不做功. B.F与s的方向应在同一直线上(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高) C.做功的多少,由W,Fs决定,而与物体的运动形式无关. 5、怎样理解功率的概念 (1)物理意义:表示物体做功的快慢. (2)定义:物体在单位时间内所做的功. (3)计算式 P,W/t. (4)单位:牛顿/米;国际单位的专用名称:瓦特(W). (5)注意事项 A.注意区别功与功率.功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“转化的能量数量多少”,而“功率”则表示做功的“快慢(转化的能量快慢),“数量多少”与“快慢”的意义不

8、一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大.也就是说:功率大小不但与功的大小有关,还和做这些功所需的时间多少有关. B.由P,W/t变形为P,F?v可知:功率一定时,力F与速度v成反比. 【经典例题】 题型一:力是否做功的判断 【例1】下列情况中，人对物体做功的是( ) A(举重运动员单着杠铃不动接受记者照相 B(人提着重物沿水平路面匀速前进 C(人用力推车同时车沿力的方向在水平地面上运动 D(小孩用力搬石头，未能搬动 【答案】C 【解析】A、运动员对杠铃有力的作用，但是在力的方向上没有距离，故人不做功，故A错误;B、人提着重物沿水平路面上

9、匀速前进，人在水平方向上对重物没有力的作用，故人不做功，故B错误;C、人对车有力的作用，同时车在力的方向上产生了距离，故人对车做功，故C正确;D、小孩对石头有力的作用，但是石头没有在力的方向上产生距离，故小孩不会做功，故D错误;故选C( 【例2】如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图 ( ) 【答案】B 【解析】B选项，小新对书包的力竖直向上，书包在竖直方向上没有移动距离，书包沿水平方向移动。因此选B 变式训练:一个同学用50牛的水平方向的力，将一只重为5牛的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了40米才停下来。在球滚动的过程中，脚对球做的功是( ) A、0焦

10、 B、200焦 C、2000焦 D、条件不足，无法计算 【答案】A 【解析】球在滚动过程中，脚对球没有力。因此不做功。 题型二:功和功率的计算 【例1】某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是:( ) A(200焦 B(300焦 C(0焦 D(500焦 【答案】C 【例2】班里组织一次从一楼上三楼的登楼活动，要求每个同学测量自己的登楼功率(为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的是:( ) ?三楼地面到一楼地面的高度; ?从一楼到达三楼所用的时间; ?每个同学的质量或体重; ?一楼到三楼楼梯的长度( A(? B(? C(? D(? 【答案

11、】C( 【解析】登楼时是克服自身的重力做功，功等于重力和楼高的乘积，功除以登楼时间就是登楼的功率( 解答:登楼是克服自身重力在竖直方向上做功，功率的计算公式为P=W t =Gh t =mgh t ，因此需要测量的物理量是:质量(或体重)、楼高和登楼的时间( 故选C( 变式训练:教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，则小明从一楼到教室过程中对箱子做的功为( ) A(0J B(300J C(450J D(500J 【答案】B 【解析】由题意可知F=50N，一层楼高3m，一楼到三楼是两层楼高，又因为提箱子的力竖直向上，即水平方向上

12、没有对箱子做功，所以S=3m2=6m，根据W=FS进行计算即可(W=FS=50N6m=300J(故选B 变式训练:前不久，闽江口发生一起两船相撞事故，致使一货船沉入几十米深的江底(假设沉船上有一只体积为0.02m3，重为500N的密闭保险箱(现用绳子将保险箱从江底匀速向上拉，在50s内提升了10m(未露出水面)，此过程中:(不计水的阻力，g取10N/kg) (1)保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大, (2)保险箱上升的速度多大, (3)拉力做了多少功, 【答案】(1)保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各为200N、300N;(2)保险箱上升的速度为0.2m/s;(3)拉力做了3000J的功( 【

13、解析】(1)知道保险箱全浸没在水中，排开水的体积等于保险箱的体积，利用阿基米德原理求保险箱受到的浮力;而保险箱受到水的浮力加上绳子的拉力等于保险箱重，据此求绳子的拉力.保险箱受到水的浮力:F浮=水gv排=1.0103kg/m310N/kg0.02m3=200N， ?F浮+F拉=G，?绳子的拉力:F拉=G-F浮=500N-200N=300N; (2)知道保险箱上升的距离和时间，利用速度公式求上升速度;保险箱上升的速度:v=s t =10m 50s =0.2m/s; (3)知道拉力大小和上升的距离，利用功的公式求拉力做功(拉力做功:W=F拉s=300N10m=3000J 【知识导入】 请一位同学讲

14、解机械能的相关知识点 【内容讲解】 1(如果一个物体能够 对外做功 ,我们就说这个物体具有能。 2(动能 与势能 之和称为机械能。物体由于 运动而具有的能叫动能。势能包括 重力势能 和 弹性势能。物体由于 被举高 而具有的能叫重力势能;物体由于发生 弹性形变 而具有的能叫弹性势能。 3(影响动能的因素是 质量 和速度 ，影响重力势能的因素是 质量 和高度 。影响弹性势能的因素是物体发生 弹性形变量的大小 。 4(机械能守恒指:在不计摩擦和介质阻力的情况下物体只发生动能和势能的相互转化且机械能的总量保持不变，也就是动能的增加或减少等于势能的减少或增加。机械能与整个物体的机械运动情况有关。当有摩擦

15、时，一部分的机械能转化为热能 ，在空气中散失，另一部分转化为动能 或势能 。所以在自然界中没有机械能能守恒。 5(能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。 6.功和能的关系 (1)不同形式的能量之间可以相互转化。“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成这一转化过程。

16、 (2)功是能量转化的量度。做多少功，就有多少能量发生转化。 7(势能、重力势能 (1)势能是属于相互作用的物体系统的,是对系统而言的。如物体被举高h具有的重力势能E=mgh是属于物体与P地球系统的。通常说物体具有势能是简略的说法。单个物体没有势能。如重力势能是物体和地球这个系统所共有的能量，弹性势能是组成弹簧的各质点组成的系统所共有的能量。 (2)势能都是相对的，势能的具体值只有在选定了零势能面才有意义。零势能面的选取可以是任意的，但一般选地面(或海平面)为零势能面。重力势能和其他势能，如弹性势能、分子势能、电势能等一样具有相对性，且有正、负之分，其值取决于零势能参考平面的位置选择，零势能参

17、考平面的选择虽然可以任意，但在应用中需根据实际问题的方便来灵活选取。重力势能的变化量与零势能参考平面的选择无关。 (3)重力势能的变化只与重力做功有关，与其他任何力做功无关。重力做多少正功，重力势能就减少多少;重力做多少负功，重力势能就增加多少。 8(重力做功的特点 对于确定的物体，其重力大小、方向不变，当沿不同的路径向下或向上运动时，据W =FLcosa知，重力所做的功的计算公式为W=mgh，h为始末位置的高度差。重力做功只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，故有以下两点: ?物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的运动路径无关。 ?重力做功的大小等于重力与初、

18、末两位置高度差的乘积。 9(弹性势能 (1)定义:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫弹性势能。 (2)弹性势能的探究:弹性势能与弹簧长度的改变量和弹簧的材料有关。 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系: 弹性势能的改变仅与弹力做功有关，弹力做多少正功，弹性势能就减少多少;弹力做多少负功，弹性势能就增加多少。 【经典例题】 【例1】如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是( ) A(“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大 B(“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能 C(“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小 D(“套圈”

19、由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小 【答案】D 【例2】2011年4月10日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是( ) A(势能增加、动能减小、速度减小 B(势能减小、动能增加、速度增加 C(势能减小、动能增加、速度不变 D(势能不变、动能不变、速度不变 【答案】B 【例3】关于重力势能的下列说法中正确的是( ) A(重力势能的大小只

20、由重物本身决定 B(重力势能恒大于零 C(在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D(重力势能实际上是物体和地球所共有的 【答案】D 【例4】关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是( ) A(物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B(在同一高度，将物体以初速v向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减0少的重力势能一定相等 C(重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D(用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 【答案】AB 【例5】若物体m沿不同的路径?和?从A滑到B，如图1所示，则重力所做的功为( ) A(沿路

21、径?重力做功最大 B(沿路径?重力做功最大 C(沿路径?和?重力做功一样大D(条件不足不能判断 【答案】C 变式训练:当物体克服重力做功时，物体的( ) A(重力势能一定减少，机械能可能不变 B(重力势能一定增加，机械能一定增加 C(重力势能一定增加，动能可能不变 D(重力势能一定减少，动能可能减少 【答案】C 【例6】从离地面h高处以初速v,分别向水平方向、竖直向上、竖直向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，0不计空气阻力则它们( ) EEE,kckakbA(落地时的动能相同 B(落地时的动能大小是 C(重力势能的减少相同 D(在运动过程中任一位置上的机械能都相同 【答案】ACD【例7】如图

22、3所示,小球从左端由静止释放,在左右摆动过程中,不计空气阻力,则， ， A.从最高点运动到最低点的过程,一部分重力势能转化为动能 B.从最低点运动到最高点的过程,一部分动能转化为重力势能 C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度 D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度 【答案】D 【例8】下列现象中,由动能转化为重力势能的是 【答案】C 【例9】如图所示,小明从滑梯上下滑,在这一过程中,他的 A,动能转化为重力势能 B,重力势能全部转化为动能 C,机械能保持不变 D,机械能一定减少 【答案】D 【例10】关于滚摆在运动过程中能量的分析,下列说法正确的是 A.下降过程中动能不变 B,最低点动能

23、为零 C.上升过程中重力势能减小 D.最高点重力势能最大 【答案】D 【例11】图2所示是一个左右对称的凹形槽,将小球从A点由静止释放,若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是 A.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量与动能的增加量之差等于W B.小球能够从A点运动到D点 C.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量等于动能的增加量 D.小球从A点运动到C点的过程中,机械能的减少量等于动能的增加量 【答案】A 【例12】玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A,时而从最高点A飞驰而下。过山

24、车在运动过程中,若不计能量损失,只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是 A,A点机械能小于B点机械能 B,D点动能最大,A点势能最大 C,D点动能最大,A点机械能最大 0 抛物线与x轴有0个交点（无交点）；D,A点势能最大,机械能最大 【答案】B 【例13】如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是( ) A,35J B,50J C(55J D(65J (5）切线的判定定理: 经过半径的外端并且垂直于半径的直线是圆的切线.【答案】D 74.94.15有趣的图形3 P36-41【例14】如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳

25、定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆tanA的值越大，梯子越陡，A越大；A越大，梯子越陡，tanA的值越大。回。下列说法正确的是( ) 1.正切：A,锁不断地来回摆动,是因为动能不断增加 B,锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能 七、学困生辅导和转化措施C,锁摆到最低点后会继续上升,是因为受重力作用 D,锁摆动的过程中,机械能总量不变,所以摆回来时会碰到鼻子 【答案】B 145.286.3加与减（三）2 P81-83【例15】如图，小球上下运动的过程中，下列分析不正确的是( ) 3.余弦：12.与圆有关的辅助线A(小球上下运动过程中，运动状态保持不变 B(小球向下运动过程中，小球所受的重力对小球做功 C(小球对弹簧施加拉力，弹簧对小球也施加拉力 D(小球上下运动过程中，动能与势能不断相互转化 (2)中心角、边心距：中心角是正多边形相邻两对角线所夹的角，边心距是正多边形的边到圆心的距离.【答案】A