2019-2020年八年級科學上冊 機械能、功與功率教案 鄂教版.doc

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2019-2020年八年級科學上冊 機械能、功與功率教案 鄂教版 一. 教學內容： 機械能、功與功率 二. 學習目標： 1. 了解動能和勢能的概念以及它們的大小與什么因素有關，并能解釋簡單的現(xiàn)象。（重點） 2. 知道動能和勢能可以相互轉化以及機械能守恒的含義。（重點） 3. 了解做功是能量的轉化或轉移的過程。 4. 理解功的概念，理解功率的概念。 5. 判斷作用在物體上的力是否對物體做功，運用功和功率的公式進行計算。（難點） 三. 重難點講解： 【知識點1】能量 能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量。 理解：①能量是表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用做功的多少來衡量。 ②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。 【知識點2】動能（重點） 物體由于運動而具有的能叫動能。一切運動的物體都具有動能。 實驗表明：兩個質量相等的物體，速度大的能夠做的功較多，所以它具有的動能也越大；兩個速度相等的物體，質量大的能夠做的功較多，所以它具有的動能也越大?？梢娢矬w動能的大小是由質量和速度兩個因素共同決定的。運動物體的速度越大，質量越大，它的動能也就越大。 【知識點3】重力勢能（重點） 物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。 實驗表明，兩個質量相等的物體，被舉得較高的物體對外做的功越多，說明它具有的能量多，所以被舉得高些的物體具有的重力勢能較大；兩個高度相同的物體，質量較大的物體對外做的功較多，說明它具有的能量較多，所以質量較大的物體具有的重力勢能較大?？梢?，物體重力勢能的大小是由物體的質量和被舉的高度兩個因素共同決定的。物體的質量越大，被舉得越高，它的重力勢能就越多。 【知識點 4】彈性勢能 物體由于發(fā)生了能恢復原狀的彈性形變而具有的能叫彈性勢能。 彈性勢能的大小是由彈性形變的大小決定的。同一物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。 【知識點 5】機械能（重點） 動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，其中勢能又包括重力勢能和彈性勢能。 【知識點 6】機械能轉化和守恒定律 在機械運動中，物體具有的動能和勢能在一定的情況下是可以相互轉化的；如果沒有摩擦阻力，在動能和勢能的相互轉化過程中，機械能的總量保持不變，這就叫機械能守恒定律。 水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能，水的一部分動能轉移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉化為電能。 【知識點7】功（難點） 1、對“機械功”的理解 力學里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。只有同時滿足上述兩個條件，我們才說物體做了功，如果缺少其中一個條件，物體就沒有做功。例如不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。 2、功的計算方法：力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積叫機械功，簡稱功。 W=FS ①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力； ②公式中S 一定是在力的方向上通過的距離，強調對應。 ③功的單位“焦”（牛米 = 焦），不要與力和力臂的乘積（牛米，不能寫成“焦”）單位搞混。 做功的過程的實質：做功的過程實際上是能量的轉化和轉移過程，所以功和能量的單位是一致的 【知識點 8】功率（難點） 1、功率：單位時間里所做功的多少叫做功率。功率是表示做功快慢的物理量，功率大，表示做功快，功率小表示做功慢。 2、功率的計算方法： 公式：P= = Fv 單位：主單位 W 常用單位 kW 【典型例題】 例1. 體積相同的實心銅球和木球放在水平桌面上，銅球靜止，木球在桌面上做勻速直線運動，則（ ） A. 銅球的動能小于木球的動能 B. 銅球的勢能小于木球的勢能 C. 銅球的機械能一定小于木球的機械能 D. 銅球的機械能一定等于木球的機械能 解析：解決這一題，要緊緊抓住決定動能、勢能大小的因素進行分析。銅球靜止，沒有動能，木球運動著，具有動能。銅球和木球都在水平桌面上，離地面的高度相同，但銅球的質量大于木球的質量，因此銅球的重力勢能大于木球的重力勢能。機械能等于物體的勢能與動能之和。銅球的動能為零，但勢能大；木球的動能大，但勢能小。由于不知它們的具體大小，所以無法比較銅球和木球的機械能的大小。 答案：A 例2.如圖所示，小妍把鐵球拉近剛好貼著自己的鼻子，松開手后，頭保持不動，鐵球由a點沿弧線abc運動到c點，然后從c點往回擺動，則下列說法正確的是（ ） A. 鐵球位于c點時動能最大 B. 鐵球位于b點時勢能最大 C. 鐵球擺回時不可能碰傷鼻子 D. 改用銅球會碰傷鼻子 解析：這一題考查的主要是動能與勢能之間的轉化和機械能守恒定律。鐵球從a→b運動時，高度逐漸減小，說明鐵球的重力勢能逐漸減少；而鐵球的運動速度逐漸增大，說明鐵球的動能逐漸增大，故選項B錯；鐵球從b點移到c點，是鐵球被舉高的過程，因此鐵球在c點具有的重力勢能最大，但在c點速度為零，不具有動能，故A錯；當鐵球從c點往回擺動，從b點向a點運動，根據(jù)機械能守恒定律，鐵球最多只能到達a點，而不能超越a點，故C項正確；換成銅球照樣遵守機械能守恒定律，不可能碰傷鼻子，故D項錯誤。 答案：C 例3.如圖所示四種情景中，人對物體做了功的是（ ） 解析：關于物體是否做功的問題，關鍵看是否滿足做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。只有同時滿足上述兩個條件，我們才說物體做了功，如果缺少其中一個條件，物體就沒有做功。A中人的提力對水桶沒有做功，這是由于人對水桶的力是豎直向上的，水桶移動的距離是沿水平方向的，故豎直方向上的提力對水桶不做功；B和D中，人盡管出了力，但只要物體未被挪動，就不能說人做了功，因為缺少第二個因素。那么正確答案只有C，撬桿對石頭有力的作用，又使石頭在力的方向上挪動了距離，所以人對物體做了功。 答案：C 例4. 小徐的體重為500牛頓，他想粗略地測算自己在單杠上做引體向上運動的功率。他用尺量出握拳時手臂的長度為0. 6米，并測出自己連續(xù)拉上去5次的時間為10秒（如圖所示），請計算： （1）小徐在這段時間內克服重力所做的功為多少？ （2）小徐做引體向上運動的功率為多大？ 解析：（1）功的計算方法：力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積即W=FS，此題中拉力克服重力做功，它們是同一直線上的一對平衡力，因而F = G =500N；又因拉了5次，每次0. 6米，故S=0. 65=3米，所以： W=FS=500N0.6m5=1500J。 （2）根據(jù)公式P= ，要求P，需要知道W和t。第一問中我們已經算出W=1500J，題目中已知t=10秒，所以：P= ==150w 答案：如上。 【模擬試題】（答題時間：45分鐘） 1、一架飛機在某災區(qū)上空沿水平方向勻速飛行，同時向地面投放救災物資。投下物資后，飛機的動能和勢能發(fā)生變化是（ ） A. 動能不變，勢能減小 B. 動能變小，勢能不變 C. 動能和勢能都變小 D. 動能和勢能都不變 2、小星乘超市的自動扶梯勻速上升的過程中，小星的 A. 動能轉化為勢能，機械能不變 B. 動能轉化為勢能，機械能增大 C. 動能不變，勢能增大，機械能增大 D. 動能不變，勢能不變，機械能不變 3、不同的物理現(xiàn)象往往反映出相同的物理規(guī)律. 下圖所示的現(xiàn)象中在能量轉化方面的共同點是（ ） A. 物體的機械能轉化為其他形式的能量 B. 物體的動能全部轉化為重力勢能 C. 其他形式的能量轉化為物體的機械能 D. 物體的重力勢能轉化為其他形式的能量 4、如圖所示，小明和小強分別用沿水平方向的力F1、F2推A、B兩個木箱，使它們沿著推力的方向移動的距離分別為S1、S2，對它們所做的功分別為W1、W2，且W1＝W2。則下列說法正確的是（ ） A. 如果F1>F2，則S1>S2； B. 如果F1S2； D. 如果 F1＝F2，則S1＝S2 5、下列現(xiàn)象中，力沒有對物體做功的是 （ ） A. 用力將鉛球擲出 B. 將書包背上樓 C. 騎自行車勻速前進 D. 人提著水桶在水平路面上行走 6、跳繩是今年體育考試新調整的項目。小強同學每跳起一次，克服重力做的功最接近（ ） A. 3J B. 30J C. 300J D. 600J 7、用10N豎直向上的拉力，使放在水平地面上重為8N的物體豎直向上移動了2米，則拉力做功為（ ） A. 4J B. 16J C. 20J D. 36J 8、如圖是人造地球衛(wèi)星的軌道示意圖，人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行的過程中，它在近地點的動能＿＿＿＿（選填：大于、小于、等于）它在遠地點的動能；它從近地點向遠地點運行的過程中，機械能的變化情況是_________（選填：變大、變小、不變）。 9、皮球從某一高度釋放，落地后反彈上升，上升的最大高度比釋放時的高度低一些，皮球上升的過程重力勢能 ，皮球在整個運動過程中的機械能 （選填“增加”、“減小”或“不變”）. 10、自行車下坡時，不蹬腳踏板，其速度也會越來越大，在此過程中，自行車的動能逐漸 ，自行車的重力勢能逐漸 。 11、如圖所示，小明從滑梯上自由加速下滑時，感到臀部灼 熱，在此過程中發(fā)生了能的轉化. 其中，動能 ，重力勢能 ，機械能 . （選填“增大”、“減小”或“不變”） 12、東風牌汽車在平直的公路上勻速行駛160m，所用時間為10s，若此時卡車所受的牽引力為5000N，則這段時間內牽引力所做的功為________J，牽引力的功率是________W。 13、小晗從學校一樓打水勻速走上三樓。每層樓的高度為4m. 水和桶的總重為l0N。上三樓后又水平勻速走100m到達班級。那么小晗在這個過程中對水桶做的功為 J. 14、臨沂市某商場二樓到三樓的自動扶梯高度是4m。扶梯長6m。孫琪同學體重500N，自動扶梯把孫琪同學從二樓運送到三樓的過程中對她做功_______J。如果要測算自動扶梯對她做功的功率. 還應該測量的物理量是_______。 15、一輛汽車總重為2104N，在平直水平路面上以20m／s的速度勻速行駛，汽車所受阻力為總重的0.03倍，在10s內. 汽車克服阻力做的功為________J. 功率為________W。 16、在“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小車碰撞木塊后繼續(xù)向前運動，木塊在水平木板上滑動0.4m后停下，如圖所示，木塊在滑動過程中受到0. 5N的摩擦力，則木塊克服摩擦力所做的功W=_______J，設小車與木塊碰撞前的動能為Ek，則Ek_______（大于／等于／小于）W. 17、為了增強體能，全班同學進行爬樓梯訓練。體重500N的小剛在10s內連續(xù)爬樓梯的總高度為7m。求： （1）小剛爬樓梯所做的功。 （2）小剛爬樓梯的功率。 18、小強的身高只有165cm，質量卻有80kg，每天放學背著10kg的書包爬上約20m高的6樓，總是累得他氣喘吁吁。如果小強上到樓頂共要5min時間，（g=10N/kg）求： ①小強上樓過程中要對書包做多少功？ ②小強上樓過程中克服總重力做功的功率是多少？ 【試題答案】 1、C 2、C 3、A 4、D 5、D 6、B 7、C 8、大于、不變 9、增加、減小 10、增大、減小 11、增大、減小、減小 12、8105，8104 13、80 14、2103，時間 15、1.2105 ，1.2104 16、0. 2 大于 17、（1）W=FS=Gh=500N7m=3.5103 J （2）：P= ==3.5102W 18、（1）W=FS=Gh=mgh=10kg10N/kg 20m=2.0103 J （2）：P= ====60W