资料简介
第十章 机械与人
第一节 科学探究:杠杆的平衡条件
下列工具有何共同之处?
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
O
标出下列杠杆工作时的五要素
F
1
F
2
L
1
L
2
标出下列杠杆工作时的五要素
F
1
F
2
L
1
L
2
标出下列杠杆工作时的五要素
F
1
L
1
L
2
F
2
标出下列杠杆工作时的五要素
杠杆的平衡条件
猜想:
F
1
+L
1
=F
2
+L
2
F
1
·L
1
=F
2
·L
2
杠杆平衡后,左右两边同时再挂一个钩码,杠杆依然
平衡
√
×
×
调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时平衡
杠杆五要素
F
1
F
2
动力
阻力
O
力臂:支点到力的作用线的距离
L
2
阻力臂
L
1
动力臂
支点
回忆杠杆的五个要素
总结杠杆平衡的条件
。
公式表示为:
。
动力
×
动力臂=阻力
×
阻力臂
F
1
.L
1
=F
2
.L
2
反
由公式得杠杆上的
力
和
力臂
成
比。
“给我一个支点,我可以把地球撬起来”,
你知道这句话是谁说的吗?
你相信他的话吗?他的依据是什么?
F
1
F
2
动力臂
L
1
阻力臂
L
2
O
由
F
1
L
1
=F
2
L
2
∵L
1
〉
L
2
∴F
1
〈
F
2
这
是省力杠杆
省力杠杆
h
S=4h
O
F2
F1
A
B
F2
F1
A’
B’
省力
,
费距离
省力杠杆的特点
举例生活中省力杠杆(
4
种以上)?
手通过的距离比刀口通过的距离大,要多移动距离。
省力杠杆
铡刀
省力杠杆
道钉撬
羊角锤
起子
钳子
手动抽水机
F2
F1
动力臂
L1
阻力臂
L2
O
由
F
1
L
1
=F
2
L
2
∵L
1
〈
L
2
∴F
1
〉
F
2
这
是费力杠杆
费力杠杆
F2
F1
S=h/4
h
A’
B’
A
B
F2
F1
O
费力,省距离
费力杠杆的特点
举例举例生活中费力杠杆?
手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多,可以省距离。
铁锹
钓鱼竿
费力杠杆
费力杠杆
缝纫机脚踏板
起重机
剪刀
镊子
人的胳膊
筷子
F
2
F
1
动力臂
L
1
阻力臂
L
2
O
由
F
1
L
1
=F
2
L
2
∵L
1
=
L
2
∴F
1
=
F
2
这
是等臂杠杆
不省力,也不省距离
等臂杠杆的特点
举例?
杠杆的分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
特点
应用
特点
应用
特点
应用
三
.
杠杆的应用
:
省力
,
费距离
:
费力,省距离
:
不省力,也不省距离
在下列工具中省力的是哪一组( )
A.
铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉
子
B.
镊子、钓鱼杆、剪
子
C.
铡刀、天平、钓鱼
杆
D.
镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼
杆
练习一
A
练习二
下列说法中哪些是正确的( )
A.
使用杠杆一定会省力
B.
省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂
C.
动力臂是支点到动力作用点的距离
D.
等臂杠杆不省力也不省距离
D
第十章 机械与人
第二节 滑轮及其应用
这个故事中起到关键作用的是哪个部件
?
你在哪里见到过吗?
情境引入
一、滑轮
轴
轮
滑轮:
主要部分是能绕
轴
转动的
轮子。
周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。
新知探究
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢
?
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
滑轮在使用时,根据轴的位置是否移动,分为定滑轮和动滑轮两种。
使用时,轴固定不动,叫定滑轮。
使用时,轴和重物一起移动,叫动滑轮。
生活中的滑轮
图
A
图
B
图
C
图
D
以下是滑轮常见的几种应用:
定滑轮
(1)
能否改变用力方向
?
定滑轮
可以改变用力方向。
(2)
能否省力
?
定滑轮
不能省力。
(3)
能否省距离
?
定滑轮
不能省距离。
F
1
F
二、定滑轮
受力分析
物体匀速上升
:
F
1
=
G
物
理论上不省力也不费力。
F
1
>
G
物
绳子与定滑轮之间有摩擦,拉力略大
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮,既不省力也不费力。
F
1
F
1
G
物
理论分析
转轴固定不动,相当于支点
O
,拉力相当于动力,物体对绳子的拉力相当于阻力。
L
1
=
L
2
F
1
=
F
2
F
2
=
G
物
F
1
=
G
物
定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省力也不费力。
l
2
l
1
O
F
2
F
1
使用定滑轮的特点
1.
拉力的方向
2.
拉力的大小
3.
拉力作用点移动的距离
改变拉力的方向
不省力
不省距离
小结
:
缺点
使用定滑轮不省力也不费力;
优点
但可以改变动力的方向;
实质
是一个等臂杠杆。
动滑轮
(1)
能否改变用力方向
?
动滑轮
不能改变用力方向。
(2)
能否省力
?
动滑轮
能省力。
(3)
能否省距离
?
动滑轮
不能省距离。
F
1
F
三、动滑轮
理论分析
支点是
A
点还是
O
点
?
∵
G
·
R
= 2
R
·
F
F
=
GR
2
R
=
1
2
G
动滑轮
相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。
因此能省一半力。
杠杆的支点在
O
点处
O
A
F
l
2
=
R
l
1
= 2
R
O
G
F
G
动滑轮的实质
动滑轮实质可看做是一个
动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
使用动滑轮的特点
1.
拉力的方向
2.
拉力的大小
3.
拉力作用点移动的距离
拉力的方向不改变
省力
费距离
小结
:
优点
在使用动滑轮拉物体时
,
可以省力;
缺点
但拉力的方向不改变;
实质
是一个省力杠杆。
想一想:还有别的绕线方法吗?
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
四、滑轮组
这两种绕线方法有什么不同?
1
.绳子的起点
2
.拉力的方向
3
.拉力的大小
4
.移动的距离
议一议
利用两个定滑轮和两个动滑轮,可以怎样绕绳子呢?
试一试
F
F
讨论:这两种绕线方法有什么不同?
议一议
F
F
你发现了什么规律?
结论:
n
为承担物重的绳子段数。
讨 论
1
n
F
=
G
使用滑轮组
吊重物
时,
若动滑轮重和摩擦力忽略不计,
动滑轮
被几段绳子吊起
,所用力就是
物重
的几分之一即
思考题:
在左图所示的滑轮组中,
(a)
若
动滑轮重
G
/
不计
,拉力
F
是多少?
(b)
若
动滑轮重
G
/
不能忽略
,那么图中的拉力
F
应等于多少?
G
/
G
F
1
5
F
=
G
1
5
F
=
(G+G
/
)
分析:图中吊起
动滑轮
的绳子段数为
5
斜面也是一种省力机械
1
.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物,若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示),力的大小分别为:
F
1
、
F
2
、
F
3
,则 ( )。
A
.
F
1
最大
B
.
F
2
最大
C
.
F
3
最大
D
.三个力一样大
F
2
F
1
F
3
D
随堂练习
2
. 用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式,拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动,拉力分别是
F
1
、
F
2
、
F
3
,则( )。
A.
F
1
>F
2
>F
3
B.
F
2
>F
3
>F
1
C.
F
2
>F
1
>F
3
D.
F
3
>F
1
>F
2
D
丙
F
3
乙
F
2
甲
F
1
讨论:若每个滑轮重
30 N
,结果如何?
G =
?
h =
?
F
=100 N
s=
10 m
F
=?
s
=?
G
=100 N
h
=10 m
F
=100 N
s
=?
G =
?
h=
10 m
F
s=
?
物体以
0.2 m/s
的速度匀速上升
10 s
的时间
汽车重
2×10
4
N
,陷入泥中,受到的阻力为
3×10
3
N
。用如图所示装置,则至少要用多大的力才能将汽车拉出?
F
第十章 机械与人
第三节 做功了吗
“
做功
”
与“做工”
纹丝不动
!!
真辛苦
情境引入
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F
支
G
F
F
支
G
F
阻
F
对小车做了功
F
F
支
G
F
阻
想想议议
叉车举高货物
F
s
物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,说这个力对物
体做了
功。
一、找出活动中的共同点
新知探究
s
F
F
F
s
找出活动中的共同点
二、力学中的功
马拉车
F
s
F
1
.功:
拉力对车做了功
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力对物体做了功。
s
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
F
S
叉车的举力
F
将货物移动了一段距离
S
,我们说
叉车的举力对货物做了功
,或简单的说
叉车对货物做了功
。
动画演示:叉车运物、提物
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
s
F
F
F
s
F
起重机和直升飞机吊起重物都是做功的实例,你们知道力为什么做功了吗?
有力作用在物体上。
物体在力的方向上移动了一段距离。
原因
搬而不动
拉而不动
F
F
没有在力的方向上通过一段距离
三、判断物体是否做功
在运动的方向上没有受到力的作用
F
如果
F
跟
s
方向
互相垂直,力
F
不做
功。
1.有力,但是在力的方向上通过的距离为零。
2.有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。
3.有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂 直的。
不做功的情况
1.力学中规定:
功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
即:
功=力
×
距离
如果用
F
表示力,
s
表示物体在力的方向上通过的距离,
W
表示力所做的功。
则:
W
=
F
×
s
四、功的计算
W
=
F
×
牛
米
焦耳
意义:
用1牛的力使物体在力的方向上移动1米距离,力对物体所做的功就是1焦耳。
用文字表示:
1焦耳=1牛
×
1米
s
.
针对功的定义式
)
的几点说明:
1.使用
W
=
F
×
s
时,要注意单位的统一。
2.做功的多少只由
W
=
F
×
s
决定,与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。
(
W
=
F
×
s
例题:一个人用
50N
的力沿水平方向匀速推一辆重
200N
的车前进
2m
,求这个人对车做功多少?重力对车做功多少?
已知:
求
:
解:
答 :人对车做功
100J
,重力对车没有做
功
。
例题讲解
1
.举重运动员举着杠铃不动,举力做了
功。
2
.人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离,提力对重物做了
功。
3
.苹果从树上落下,重力对苹果做了
功。
4
.小球在光滑平面上移动一段距离,桌子的支持力对小球做了
功。
(
×
)
(√)
(
×
)
(
×
)
随堂练习
5
、小车重
200N
,人用
30N
的水平力推小车沿水平路面匀速前进
50m
的过程中,下列判断正确的是 ( )
A
.重力做功为
10000J
B
.人对车做功
10000J
C
.人对车做功
1500J
D
.小车受到的阻力是
230N
C
6
、一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A
.粗糙地面上做功较多
B
.在光滑地面上做功较多
C
.两次做功一样多
D
.条件不够,无法比较两次做功的多少
C
7
、小明用
100N
的力将
50N
的铅球掷出
10m
远,则
铅球抛出后
,人对铅球所作的功是 (
)
A.1000
J
B.500
J
C.0
J
D.1500
J
C
8
、某同学用
20N
的力将重
50N
的铅球沿水平方向扔出,球在地面上滚动了
10m
后停下。在铅球滚动的过程中,人对球做的功是____
J
,重力对球做的功是___
J
。
0
0
第十章 机械与人
第四节 做功的快慢
什么叫机械功?
怎样才算做功?
怎样计算功?功的单位是什么?
如何比较物体运动的快慢?
速度是如何定义的?
从这两个事例,说说你得到的信息及新的发现。
男生和女生所搬的木块重力相同,克服重力通过的距离也相同,即高度相同,说明他们所做的功相同。
男生和女生克服重力所做的功相同,但所用的时间不同,男生只用
40s
,女生所用的时间有
45s
,所以男生做功快,女生做功慢。
说说你得到的信息及判断做功快慢的方法
说说你得到的信息及判断做功快慢的方法
男生和女生将物体从一楼搬运到三楼,楼层的高度相同,物重不同,做功不相同,所用的时间相同,都是
45s
。
男生和女生在相同的时间内,所做的功不同,男生做的功多,女生做的功少;所以男生做功快,女生做功慢。
方法一:做功相同,比较所用时间的长短,所用时间越短,做功就越快,所用时间越长,做功就越慢。
方法二:所用时间相同,比较做功的多少;所做的功越多,做功就越快,所做的功越少,做功就越慢。
为了表示物体运动的快慢,我们引入了速度这个物理量,速度是如何定义的
物体在单位时间内通过的路程叫速度,即:
v=
t
s
相仿,为了表示物体做功的快慢,我们引入了功率这个物理量,功率又该如何定义呢?
物体在单位时间内所做的功叫功率
P=
t
W
功率用符号
P
表示,在时间
t
内物体做功为
W
,功率
P
的表达式即为:
功率
功
时间
姓 名
:
詹姆斯
·
瓦特
国 籍
:
英国
出生年代
:1736
成就:蒸汽机
在瓦特之前,已经有纽科门发明的蒸汽机,但是消耗大而效率低,瓦特花了
10
年时间,研制出精巧实用的新型蒸汽机,由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输,都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜,为了纪念瓦特这位伟大的发明家,人们把常用的功率单位定为瓦特,简称瓦。
在国际单位制中
,
功率的单位是由功的单位和时间的单位组合而成的
,
即“
焦
/
秒
”(
J/s
)。后人为了纪念物理学家瓦特在物理学上作出的贡献,使用他的名字来命名功率单位,即“
瓦特
”,简称“
瓦
”,用符号“
W
”
表示(
1J/s=1W
)。
在工程技术上,常用
千瓦
(
kW
)作为功率的单位(
1kW=1000W
)
优秀运动员长时间运动功率约为
70W
,短时间运动功率可达
1kW
马拉车长时间的功率约为
450W
蓝鲸游动的功率可达
350kW
上海桑塔纳轿车功率约为
66kW
,解放
CA141
型载货汽车的功率约为
99kW
电力机车的功率约为
4200kW
,东风
4
型内燃机车的功率约为
2646kW
万吨级远洋货轮的功率约为
7000
~
23000kW
如何设计实验测算小车在斜面上运动的功率
?
需要测量哪些哪些物理量
?
需要哪些实验仪器
?
测算步骤有哪些
?
记录数据的表格怎样设计
?
1
、把木块放在斜面上,用弹簧测力计拉着木块在斜面上运动,测出拉力的大小,木块在拉力方向移动的距离和时间,然后算出功率。
2
、用刻度尺测出斜面的长度
L
1
和木块的长度
L
2
,小车通过的距离
s=L
1
-L
2
用弹簧测力计测出木块在斜面上匀速前进时受到的拉力
F
。用秒表测出木块在斜面上运动的时间。由
P=W/s=F·s/t
算出小车的功率。
3
、这个实验最好做两次,第一次测出木块在斜面上以较小的速度前进的拉力的功率
P
1
;第二次测出木块在斜面上以较大的速度前进时拉力的功率
P
2
,比较两次测得的功率的大小。
斜面长度
木块长度
木块通过的距离
拉力
运动时间
拉力功
拉力功率
第一次
第二次
项目
次数
P=
W
t
Fs
t
由
=
=
Fv
当
拉力不变
时,速度大、功率大、速度小、功率小。
例
1
、下列有关功率的说法中正确的是( )
A
、做的功越多,功率一定越大
B
、做功时间越短,功率一定越大
C
、做相同的功,用的时间越长,功率越大
D
、在相同的时间内,做功越多,功率就越大
D
例
2
、汽车在水平路面上做匀速直线运动,功率为
22050W
保持不变,当牵引力是
8820N
时,它的速度最大是多少?当牵引力是
2205N
时,速度是
5m/s
时,它的实际功率是多少?
已知:
P
1
=22050W F
1
=8820N F
2
=2205N v
2
=5m/s
求:
v
1
=
?
P
2
=
?
解:由
P=
W/
t
=
=
Fs/
t
Fv
=
v
1
=
P
1
/F
1
22050W
/8820N
=
2.5m/s
P
2
=F
2
·V
2
=2205N×5m/s=11025W
牛刀小试
1
、甲乙两人爬楼梯比赛,已知两人的质量之比是
5
:
6
。现在同时出发从一楼跑到三楼,测得甲乙两人所花的时间之比为
9
:
10
,则甲乙两人的功率之比(
)
A
、
3
:
4 B
、
4
:
3 C
、
25
:
27 D
、
27
:
25
2
、汽车爬坡时,驾驶员通常要换成低速档,以减小汽车的行使速度,这样做的目的是
( )
A
、省油
B
、安全
C
、增大摩擦
D
、增大爬坡的牵引力
C
D
3
、建筑工地上有两台起重机,甲起重机在
1min
内把
1000N
重的砖块运到
15m
高的
5
楼平台上,乙起重机在
45s
内把
1500N
的砖块远到
8m
高的平台上,则( )
A
、甲做的功多,甲的功率大
B
、乙做的功多,乙的功率大
C
、甲做的功少,但甲的功率大
D
、乙做的功少,但乙的功率大
4
、有一水电站,每分钟有
450m
3
的水从
50m
的高处落下,若这些水全部用来对水轮机做功发电,那么所带动的发电机的功率最大是多少千瓦?
D
答案:
3.75×10
3
kW
第十章 机械与人
第五节 机械效率
1976
年唐山大地震
救灾工具:
搞头、铁锹
24
万人死亡
汶川、玉树地震救援
救灾工具:
起重机等大型机械
将同一块水泥板举高相同的高度。
用手直接抬起水泥板
使用起重机提起水泥板
拉力做的功
拉力做的功
一样多吗?
怎么办
?
1
对沙子做功
对桶做功
克服
自身
重力做功
2
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
3
对沙子做功
对滑轮做功
对口袋做功
重力做功
600J
3120J
600J
780J
600J
690J
总功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
600
J
180
J
2
120J
60J
780J
有用功
额外功
1
对沙子做功
对桶做功
克服
自身
600
J
120J
2400J
2520
J
有用功
有用功
额外功
3120J
总功
3
对沙子做功
对口袋做功
90
J
600
J
60J
对滑轮做功
30J
有用功
额外功
690J
总功
一、功的种类
1
、有用功:对人们有用的功。
水平拉物体:
W
有用
= fs
竖直提物体:
W
有用
= Gh
2
、额外功:对人们无用但不得不做的功。
W
额外
可以减少,但不能为
0
。
W
额外
= W
总
- W
有用
3
、总功: 有用功和额外功的和。
W
总
= W
有用
+ W
额外
= Fs
想想议议
老奶奶用水桶从井中提水,她所做的哪部分功是有用功,哪部分功是额外功?如果是桶掉到井里,她从井里捞桶时,桶里带一些水,这种情况她所做的哪部分功是有用功,哪部分功是额外功?
1.
定
义:
有用功与总功的比值叫机械效率
。
2.
表达式
:
3.
特 点
:
没有单位、
用
百分数
表示。
机械效率
总是小于
1
、
η=
W
有用
W
总
一些机械的机械效率
滑轮组:
50%
-
70%
起重机:
40%
-
50%
一些机械的机械效率
抽水机:
60%
-
80%
柴油机:
28%
-
40%
η
=
W
有用
W
总
例 用一动滑轮将重
200N
的砂子提到
9m
高的脚手架上,所用力是
120N
,求有用功、总功、机械效率各是多少?
解:
例题
一台起重机将质量为
0.6t
的重物匀速提升
3m
,而它的电动机做的功
3.4×10
4
J
,起重机的机械效率是多少?
解:
起重机提升重物所做的功是有用功
W
=
Gh
=0.6×10
3
kg×10N/kg×3m=1.8×10
4
J
。
起重机的电动机做的总功
W
总
=
3.4×10
4
J
。
因此,起重机的机械效率
η=
W
有
/
W
总
=
1.8×10
4
J/3.4×10
4
J=53%
。
起重机匀速提升重物所用的力等于物体所受的重力
F
=
G
=
mg
。
机械效率
:有用功跟总功的比值。
小结
有用功
:对人们有用的功。
额外功
:人们不需要但又不得不做的功。
总功
:有用功与额外功的总和。
公式:
∴
永远小于
1
对同一机械来说机械效率总是一定的吗?
如何通过实验来探究某一机械的机械效率是否恒定?
你组装成的滑轮组!
在实验的过程中
需要测量
那些量?
物体的重力
G
物
绳子的拉力
F
拉
物体上升的高度
h
绳子端移动的距离
S
绳
弹簧测力计
刻度尺
有用
功
G
物
h
总
功
F
拉
S
绳
实验注意事项
1
在测量拉力的过程中,弹簧测力计
匀速运动
。在
匀速运动的过程
中
读出拉力
的大小。
2
在实验测量中
h
物
、
s
绳
,可以不用测量,通过
S=nh
将其从式中消去!
测量步骤:
①
s
动
cm
cm
②
h
物
测出
G
物
=
?
N
对齐
零刻线
③
h
物
=
?
m
s
拉
=
?
m
F
拉
=
?
N
测出
W
有用
=
G
物
h
物
W
总
=
F
拉
s
拉
物重
G/N
1
2
高度
h/m
1
1
有用功
W
有
/J
1
2
拉力
F/N
0.5
0.8
距离
s/m
3
3
总功
W
总
/J
1.5
2.4
机械效率
66.7%
83.3%
1.
提升的物重相同,动滑轮越
_____
,机械效率越
_____
。
2.
同一滑轮组,提升的物体越
_____
,机械效率越
_____
。
轻
高
高
重
怎样提高滑轮组的机械效率?
思考:
1.
有用功一定时,减小额外功:
2.
额外功一定时,尽量增大有用功。
提高机械效率的方法
:
①
改进结构
,
使它更合理
,
更轻巧
。
②
减小机械间的摩擦力。
比如尽量拉起更重的物体
……
怎样把油桶搬上车
?
如何探究斜面的机械效率?
=
Gh
Fs
η=
W
有用
W
总
探究 斜面的机械效率
S
h
F
G
G
F
如何改变斜面的倾斜程度?
A
相同长度
,
改变高度
B
相同高度
,
改变长度
s
h
1
s
h
2
h
s
2
s
1
h
探究 斜面的机械效率
注意事项:
②
拉力要与斜面平行。
③
及时记录数据。
①
要匀速拉动物体。
F
S
h
η=
W
有用
W
总
=
Gh
Fs
η
记录表格:
斜面倾斜程度
木块重量
G/N
斜面高度
h/m
拉力
F/N
斜面长
s/m
有用功
W
有
/J
总功
W
总
/J
机械效率
/
%
较缓
1.3
0.05
0.5
0.5
0.65
0.25
26
较陡
1.3
0.1
0.7
0.5
0.13
0.35
37
很陡
1.3
0.14
0.9
0.5
0.182
0.45
40
结论:斜面越
缓
,越省力,机械效率越
低
。
1
、有用功、额外功、总功
。
2
、机械效率
3
、斜面的机械效率与倾斜程度的有关
。
小 结
η=
W
有用
W
总
第十章 机械与人
第六节 合理利用机械能
打桩机上被举高的重锤落下来可以把桩打进地里
被压弯的跳板可以弹起运动员
子弹能击穿障碍物,流水能推动竹排
2、一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大。
1、一个物体
能够
做功,我们就说它具有能。
3、能的单位:焦(J)
一、认识“能”
9、在水平公路上行驶的小汽车
7、在地上滚动的足球
1、水平轨道上滚动的钢球
2、被压弯的跳板
3、天花板上的吊灯
4、拉弯的弓
5、上紧的发条
6、被举高的重锤
8、放在课桌上的书本
下列物体具有能吗?试分为三类,说出分类依据。
运动
弹性形变
被举高
4、认识三种能
:
动能、重力势能、弹性势能的概念。
(3)物体由于
发生弹性形变
而具有的能叫做
弹性势能。
(2)物体由于
被举高(有高度差)
而具有的能叫
重力势能。
(1)物体由于
运动
而具有的能叫
动能。
4、认识三种能
:
动能、重力势能、弹性势能的概念
二、实验探究
1、探究动能大小影响因素
2、探究重力势能大小影响因素
3、探究弹性势能大小影响因素
你要采用的实验方法是
;
你的探究步骤是
;
你比较动能大小的标准是
。
1、探究:动能的大小跟哪些因素有关?
猜想:
(1)动能的大小跟物体运动的
速度
有关
(2)动能的大小跟物体的
质量
有关
设计实验方案:
实验1:
探索动能与速度的关系
归纳结论:
质量相同时,速度__的物体能做的功多,表明它具有的动能__。
大
大
要有依据哟…
一、影响动能和势能大小的因素
比较右图两个实验得出:
速度相同时,质量__的物体能做的功多,这表明它具有的动能__。
大
大
归纳以上两组结论得出:
运动的物体___越大,___越大,它具有的动能就越多。
速度
质量
实验:
探索动能与质量的关系
1
、判断动能变化情况
①
一辆汽车加速运动,它的动能
。
②火车进站时做减速运动,它的动能
;停止后,它的动能
=
。
③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水,它的动能
。
2
、比较动能大小
①
汽车空载和满载时以相同速度前进:
动能大。
②某同学慢跑和快跑时:
动能大。
增大
减小
0
减小
满载
快跑
一些物体的动能 /J
抛出去的篮球
约
30
行走的牛
约
60
从
10m
高处落下的砖块
约
2.5×10
3
跑百米的运动员
约
3×10
3
飞行的步枪子弹
约
5×10
3
行驶的小汽车
约
2×10
5
小资料
研究表格中的数据,你能看出质量和速度相比,谁对动能的影响大呢?
猜想:
设计实验方案:
实验:
归纳结论:
重力势能的大小可能跟哪些因素有关?
1.质量相同时,物体被举得越
_ _
重力势能越大。
2.被举高度相同时,物体的质量越
_ _
重力势能越大。
高
大
2、重力势能的大小影响因素
三、什么是机械能?
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
小结
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
与速度和质量有关
与被举高度和质量有关
与形变大小有关
(能量)
机械能的转换
能量是不可能凭空产生或者凭空消失的,只是由一种形式的能量转换成了另一种形式的能量。
观察粉笔的下落情况
粉笔下落时,速度越来越大,高度却越来越低。这说明了粉笔下落时它的动能越来越大,重力势能却越来越小。也就是说,动能在增大,重力势能在减小,减小的重力势能就转换成为了动能。
3、物体的弹性势能大小影响因素?
归纳结论
弹性物体的形变越
大
,它
具有的弹性势能就越
大。
1、如图是研究小球动能大小与小球的
__ __
和 ____
关系的实验装置示意图。
(1)本实验中小球动能的大小通过________________来显示; (2)表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。由表中数据可知:甲球的动能______(填”大于””小于”或”等于”)乙球的动能;
(3)在质量和速度两个物理量中,对动能影响较大的是
___。
小于
速度
小 球
小 球 质 量
小球碰撞物体
A
时的速度
物体
A
被推动的距离
甲 球
4 g
1 v
s
乙 球
2 g
2 v
2
s
A
质量
速度
对木块做功的多少
A
B
C
质量相同时,物体被举得越高重力势能越大。
(1)比较图中A、B两个实验可得:
(2)比较图中_
、_
两个实验可得:
被举高度相同时,物体的质量越大重力势能越大。
A
C
2、实验题
2、课堂练习-理解概念
1、下列物体各具有什么形式的机械能?
(1)在地上滚动的足球
(2)山顶上的一块石头
(3)地面上被拉弯的弓
(4)天空中向前飞行的飞机
2、动能的多少由物体的_____和_____决定,重力势能的多少由物体的____________和_________决定。
速度
质量
质量
被举的高度
(
1
)动能;(
2
)重力势能;(
3
)弹性势能;
(
4
)动能和重力势能
3、关于能的概念下列说法中正确的是( )
A、势能相等的物体一定在同一高度
B、悬挂着的物体因为没有做功,所以没有能
C、在空中飞行的子弹,具有做功的本领,所以具有能
D、一个物体具有机械能,则这个物体一定既具有动能,又具有势能
C
3、课堂练习
-
生活中的物理知识
用物理学的术语解释:
1、为什么要对机动车的行驶速度进行限制?
2、为什么在同样的道路上,不同的车型的限制速度不一样?
机动车的行驶速度越大,动能也就越大,越不容易刹车,所以要对车辆的速度加以限制,以免发生交通事故。
不同车型的车,即使速度相同,它们的质量也不同,质量越大,动能也越大,越不容易刹车,所以大型客车的限制速度比小型客车更小。
车型
设有
中心双实线、中心分隔带、机动车道与非机动车道分隔设施
的道路
其他道路
小型客车
70
60
大型客车
载重汽车
60
50
… …
… …
… …
城市街道上的最高行驶速度
(km/h)
1、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行,并不断向灾区空投救灾物资,则飞机在这个过程中,动能_____,势能______, 机械能______ (填“变大”或“变小”)。
变小
变小
3、课堂练习
-
判断机械能的变化
变小
2、一个沿竖直方向匀速上升的气球,它的( )
A、动能不变,势能不变
B、动能不变,势能增加
C、动能增加,势能增加
D、动能增加,势能不变
B
3、跳伞运动员在“中华第一高楼”——上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345米的高度跳下,下落一段时间后打开降落伞做匀速直线运动。在匀速下落过程中,运动员和降落伞的 ( )
A.势能不断减少,动能不断增加,机械能不变
B.势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
C.势能不断减少,动能先增加然后保持不变, 机械能减少
D.势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变
C
查看更多