2022年简单机械功和能教案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第六单元 简洁机械 功和能【教学内容与目的要求】2、懂得杠杆的平稳条件1、懂得力臂的概念3、懂得定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用4、常识性明白轮轴的作用5、懂得做功的两个必要因素6、懂得机械功的运算公式：W=FS 7、懂得功率的概念8、知道功的原理9、知道有用功和总功,知道机械效率10、懂得动能、势能的初步概念,知道弹性势能,知道动能、势能可以相互转化【重点与难点 】1、懂得力臂的概念, 正确地在图上画出力臂,2、杠杆的平稳条件及应用 3、定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用 4、功、功率的概念 5、功的原理或依据题目所给条件判定那一个是力臂；6、机械效率知道有用功、额外功、总功和机械效率 7、动能、势能的概念及机械能的概念 8、动能和势能是可以相互转化的；【方法指导与教材延长 】1、什么是杠杆 物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒；所谓硬棒,就是要求 在使用时棒不会变形,至于棒的外形就并非肯定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作 是杠杆；在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,试验室使用的天平；常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形；2、正确懂得力臂的概念 力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对支点的转动成效不仅与力的大小有关,仍 与支点到作用线的垂直距离有关；支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线 的距离叫做阻力臂；力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量；名师归纳总结 如图甲所示,如分别在杠杆的A 点和 B 点作用竖直向上第 1 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的力 F1 和 F2,使杠杆慢慢绕学习必备欢迎下载O点转动,当然用力F2 较小,因为 F2 的力臂较大；如图乙中,如先后在杠杆同一点A作用垂直于杠杆的F1较小, 缘由同样在于F1 的力力 F1 和斜向下的力F2,使杠杆慢慢绕O转动, 我们发觉用力臂较大；应用中必需留心力臂的画法；千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂；图乙中我们仍可以看到,如作用点不变, 力的方向发生转变,那么力臂也会随着转变,F1的力臂是 l1,F2的力臂是 l2,而且力臂不肯定在杠杆上（如 l2）；3、杠杆平稳表示什么意思：平稳条件是什么；当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆 时针）转动,如杠杆保持静止不动或匀速转动时,就我们说杠杆平稳了；依据试验可确定 杠杆平稳的条件是：F动l动F 阻l阻即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；应当留意所谓动力与阻力并无严格区分,比如天平测量物体质量时,被测物对底盘的 压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力,哪个是阻力,它们在这里的区分仅在 于使杠杆转动的方向不同而已；4、滑轮的实质是什么 滑轮实质是变形的,可连续转动的杠杆；定滑轮的支点是转动轴,动力臂和阻力臂都 等于滑轮的半径,由杠杆的平稳条件可知,定滑轮是等臂杠杆,故使用定滑轮不能省力；动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径, 由杠杆的平稳条件可知, 动滑轮的动力臂是阻力臂的2 倍,动力就是阻力的1 ,2所以动滑轮能省一半力；5、怎样判定滑轮组的用力情形？使用滑轮组提重物时,如忽视滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,就重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一,即F=G 物nG轮；因此判定用力情形的关键是 弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重；用“ 隔离法”,把重物和动滑轮从滑轮组中“ 隔离” 出来,就很简洁弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n,在图甲中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载F=G总；离,以重物和动滑轮为争论对象,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力4同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的力F=G总；5从上面仍可以看出,同一个滑轮组,绳子的绕法不同,省力的情形也不同,绳端固定 在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力；6、正确懂得“ 功” 的意义 物理学上引入功的概念,并定为：一个物质受到力的作用,并在力的方向上通过一 段距离,称这个力对物体作了功；功和日常生活中经常讲的“ 工作” 很相像,但两者并不相同；“ 工作” 的含义比较广泛,它是指用体力劳动或脑力劳动来完成的任何一种活动,物理学中功的含义要狭窄得多,但 是比较严格；功是由两个因素打算的,一个是作用力, 一个是作用力方向上物体通过的路程,两者缺一不行；以下三种情形对物体都没有做功：物体移动了一段距离,但没有受到力的作用；例如物体在光滑水平面做匀速运动,在水 平方向没有受到阻力,也没有受到动力,物体由于惯性而运动,因而没有力对物体做功；物体受到力的作用, 但没有沿力的方向通过距离, 例如 , 用力推车 , 车没有推动；推车的力没有对物体做功；又如,一个人举着重物不动,他对重物的举力没有对重物做功；物体受到了力的作用 , 也通过了距离 . 但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直 . 例如 , 手用竖直向上的拉力提水桶 , 沿水平方向移动距离 , 水桶没有在竖直方向上移动距离 , 这个 拉力也没有对水桶做功；7、正确懂得功率的概念 功率是表示物体做功快慢的物理量；功率和功是两个不同的概念,做功多,不肯定做功 快；反之,做功快不肯定做功多；功率大,表示单位时间内做功多；功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素打算的；从公式P=W 可知,相同的时间内做功多的,t功率大；做相同的功,所用时间少的,功率大；W=F S P=WFtS=F v , 就拉力做功的功率等t物体在拉力F 的作用下 , 以速度 v 沿拉力的方向做匀速直线运动于力与物体速度的乘积；在功率肯定时,力与速度成反比；当汽车上坡时,司机实行换挡的方法,减小名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载速度,以获得较大的牵引力；8、机械效率等于有用功跟总功的比值,它与机械是否省力和机械功率大小,做功多少是无关的,一般情形下,省力的机械效率低；9、测滑轮组的机械效率,在这分组试验中,应把依据原理图装配器材,为培育同学实验才能,老师应让同学知道本试验的原理,按排试验步骤,装配器材,设计表格,以达到逐步进展同学试验才能的目的；10、关于本节课文后面的试验摸索题,应启示引导同学自己解答,必要时,老师也可作适当提示或组织同学争论三个问题,可按如下思路分析（题目略）1：100 %（1）由于 W 总=W有用+W额外所以 =W 有用100 %W 有用100 %=1W 总W 有用W 额外W 额外W 有用一般情形下,同一滑轮组挂不同的钩码时,W 额外变化不大,因而可以近似地认为其不变,但挂不同钩码时,W 有用不同,由上式可知,这时机械效率 也不同；（2）两滑轮组同时挂 2 个钩码时,当提升相同高度时,W 有用是相同的,此过程中,滑轮组所做的额外功主要为提升滑轮,所做功与克服摩擦力所做功之和,因其次种滑轮组提升的动滑轮为2 个,它需做的额外功大于第一种滑轮组需做的额外功；故由上式即可知,其次种滑轮组的机械效率比第一种的小；（3）提高滑轮组机械效率的主要措施有：使滑轮组在满载情形下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功肯定的情形下,削减额外功,提高效率；11、能是物理学中的重要概念,比较抽象,不易懂得,只要求同学知道物体做功的本领叫做能（或能量） ,物体能够做多少功,它就具有多少能；12、用生活实例共同探讨动能和势能的大小与哪些因素有关,在生活实例及课本中提出的一系列问题的争论中归纳出有关的结论；13、“ 机械能转化和守恒定律” 可以分两个层次进行；（1）通过观看试验与实例分析,得出机械能可以相互转化的结论；（2）说明机械能可以相互转化后再考虑到“ 守恒”的概念, 事例应由简到较复杂的先后次序考虑进行分析归纳,尽量应用贴近同学生活的事例,及简洁明白的试验进行讲解；【例题选讲 】名师归纳总结 例 1、 画出以下图中所示的杠杆（支点为乙 l 2O）的力臂；F 1丙l 2F 2F2OOlF1F1第 4 页,共 6 页2FOF 22FF1F 1丁甲AB2FOF 2l1丙2F11l2F 1F1l1Fl2AB1l 甲乙丁- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 2、 扁担长l2学习必备欢迎下载m,两端物体的重力分别为G1=500N,G2=300N；如不考虑扁担的重力；人的肩头应在什么位置, 扁担才平稳 . . 如扁担两端同时增加G=100N的重力 , 肩头应在什么位置例 3、一根长为 l 的匀称木条, 支点在中点时正好平稳,剩余部分上面（如图）木条仍能保持平稳吗？为什么？假如把其左端的一半锯下迭放在例 4、有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F 向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升 3m,拉力 F=400N,重物为多大,试画出滑轮的结构图；例 5、如图甲所示,用F=10N 的力,拉着物体在地面上匀速运动,就物体与地面的摩擦力是多大？如物体向前移动1m,绳子要拉过多少m？AFB甲F F FF1F1f乙例 6、用 100N 水平拉力,将质量为100kg 的物体沿水平地面匀速拉动10m,就拉力对物体做多少功？重力对物体做多少功？物体受到的阻力是多少？例 7、一台拖拉机耕地的最大牵引力是254 10 N,如每小时拖拉机行驶72 千 m,它的功率多大？每小时作功多少？例 8、在 100m深的矿井里,每分钟积水 大功率的水泵抽水？9m 3,要想不让水留在矿井里,应当用至少多名师归纳总结 例 9、某人用如下列图的滑轮组（不计磨擦）提升某一重物,所用拉力F 为 200N,如第 5 页,共 6 页滑轮组的机械效率为80%；求（ 1）被提升的物重？（2）动滑轮重？- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例 10、测“ 滑轮组机械效率” 的试验中所用的测量仪器有_ _ 1画出测量由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组的机械效率装置示意图（2）如动滑轮重0.5 牛,弹簧秤测量范畴是02.5 牛,就试验时,被提起的重物不得超过 _；（3）为记录本试验的数据,请你设计一个表格（4）试验时,必需使弹簧秤做_运动；例 11、如图是一个竖直放置的半圆轨道半径R=1 米,G=1 牛的小球从A 点由静止滚下 , B1小球滚到最低点O 时重力做功 W 多大；A（2）小球滚到与A 点等高的 B 点后仍能上升吗？例 12、射箭时,能的转化关系是怎样的,为什么拉满弓时射出的箭速度更快？例 13、判定以下几种情形下物体的动能、势能是否变化？是增大仍是减小？（1）汽车沿着斜坡匀速上行（2）电梯上升得越来越快（3）皮球在空中下落（4）汽车在平直公路上匀速前进例 14、动能和势能相互转化时,有什么规律例 15、图中所示装置的机械效率是90%,物体 A 在拉力 F 的作用下,以1.5 米/秒的速度在水平面上匀速移动；已知物体A 重 200 牛, A 运动时受的阻力是72 牛,求拉力F的功率；FA名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页