初三物理简单机械与功.doc

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课题
简单机械与功
教学目标
掌握杠杆、滑轮特点、会计算功、功率和机械效率
重难点透视
滑轮绕法、功、功率、机械效率计算
知识点剖析
序号
知识点
预估时间
掌握情况
1
简单机械
0.5h

2
功
0.5h

教学内容
滑轮和滑轮组
1、 定滑轮、动滑轮和滑轮组
定滑轮：
动滑轮：
滑轮组：
2、滑轮组的绕线方法
如下图，当用滑轮组提升重为G的物体，在不计机械自重和摩擦时，拉力F1=_____；如果考虑动滑轮重，那么拉力F2_____F1。
课堂练习：
1、如图，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为 N，木箱的重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
2、请画出用图中滑轮组匀速提起重物最省力的情况下绳子的绕法，并填写绳自由端拉力F与物重G之间的关系(不计滑轮重、绳重及内部摩擦)。

定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点，滑轮组绕线注意事项
1、定滑轮实质是个等臂杠杆。使用定滑轮不省力，但是能改变力的的方向。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省一半力。 

2、使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提重物所用的力就是物重的几分之一 。若一动滑轮和所挂的重物的总重是500牛，则所用的拉力F大小是250牛。 
【复习内容】 
1、滑轮 
（1）定滑轮： 
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 
②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆 
③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 
④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G 
绳子自由端移动距离=重物移动的距离
（2）动滑轮： 
①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） 
②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 
绳子自由端移动距离=2倍的重物移动的距离 
（3）滑轮组 
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。
绳子自由端移动距离=n倍的重物移动的距离（省力杠杆费距离）

【学习目标】
1、知道什么是功，熟练掌握功的计算；
2、了解功率物理意义及特点，熟练掌握功率的计算；
3、了解机械效率，熟练掌握机械效率计算。
【重点难点】
1、功的计算；2、功率计算；3、机械效率计算。
考点1：功
1.定义:力与物体在力的方向是通过的距离的乘积（把一个鸡蛋从地面举过头顶，做的功大概是1J）
2.公式 W=FS 3.国际单位： 焦耳（J）， 1J=1N·m
如何理解做功？
物理学中的做功描述的是力的作用效果，即物体在力的作用下通过一段距离。力有了这种效果，就说力对物体做了功。例如起重机吊起重物，机车牵引列车前进。在这些现象中，起重机的拉力对重物做功，机车牵引力对列车做功。
我们把物体受力发生移动的过程叫做做功过程。
做功包括两个必要条件：
一是物体要受力的作用
二是物体要在力的方向上通过一定的距离。这两个条件，缺一不可。
课堂练习：
例1、判断下图情景中，人是否做了功。

例2、某同学将质量为10kg的桶从离井口3m深处匀速提到井口，在这一过程中，同学对水桶做了多少功？

例3、一个质量为80g的皮球从高处下落了5m，重力对它做了多少功（g取10N/kg）？

考点2、功率
1.定义：功与做功所用时间的比/单位时间内做的功
2.公式：P=
3.国际单位：瓦特（W）1W=1J/s
常用单位 千瓦（KW）、兆瓦（MW） 1KW=103W，1MW=106W

为什么要引入功率概念？
人类创造了无数种机械，然而这些机械的做功本领彼此差别很大。例如：建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，如果用起重机，几分钟就行了。显然，运送相同数量的砖到相同的高度，起重机和定滑轮做的功相同，用定滑轮做这些功用几小时，起重机用几分钟，那它们做功有什么不同呢？机械做功不但有做功多少问题，还有做功快慢问题。
一般采用下列三种方法比较功率大小：
（1）在相同的时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大。
（2）在做功相同的条件下，比较做功的时间的长短，所用的时间越短，功率越大。
（3）在做功时间和做功多少都不相同的条件下，应用P=计算后进行比较。
例4、小明在0.5min内，用20N的水平推力，使超市购物车在水平路面上前进了15m，在此过程中，他做了多少功?功率是多大?

例5、一辆轿车在高速公路上以70KW的功率行驶10min，汽车发动机做了多少功?

考点3、机械效率
1.定义：有用功与总功的比值
2. 机械效率的计算公式：
机械效率= ×100% 用符号表示：η=W有用/W总×100%
对于实际的机械，由于额外功的存在，总有W有用＜W总，因此η＜×100%，例如起重机的机械效率为40%~~50%，滑轮组的机械效率为60%~~80%.
例6、用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用的拉力为220N，物体升高的高度为2m。求此过程中的有用功、总功和定滑轮的机械效率（g取10N/kg）。

例7、有一种重心在支点处的杠杆，它与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则提升该物体需要做多少总功(g取10N/kg)？

例8、如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ___________ J

课堂练习
功与功率
1、做功的两个要素：（1）作用在物体上的力（2）物体在力的方向上通过的距离
国际单位制中，功的单位是________，功率的单位是__________。
2、在水平桌面上滚动的小球受到桌子的支持力和重力的作用，支持力在小球滚动时________功，这时重力对小球__________功。（填“做”或“不做”）
3、某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m，该过程中工人所做的功是______，水平推力的功率是______W．
4、下面的情境中，力对物体做功的是： A、熊猫用力举着杠铃不动 B、用力拉绳匀速提升重物　 C、用力搬石头没搬动　 D、用力提着水桶沿水平方向移动　

5、下列说法中正确的是（ ）
A、做功越多，功率一定越大 B、做功时间越短，功率一定越大
C、功率是单位时间内完成的功 D、省力的机械，功率一定大
6、分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N 的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）
A、F甲做的功大于F乙做的功 B、F甲做的功小于F乙做的功
C、F甲做功的功率小于F乙做功的功率 D、F甲做功的功率等于F乙做功的功率

机械效率
1、如图，李萍同学将同一物体分别沿倾角不同的光滑斜面推上到同一高度，则沿不同路径的做功情况是（ ）

A．沿AD推力做功较多 
B．沿BD推力做功较多 
C．沿CD推力做功较多 
D．沿AD、BD、CD推力做功一样多 
2、用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为W，滑轮组的机械效率为____________，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为_____________N．

2、建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为20s．求：

（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率；
（4）工人做功的功率．

【课后作业】 第2讲 功 功率与机械效率
直击中考
1、（12南通）一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg，在F=4.0×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，lmin内行驶了900 m取g=10 N/kg，求：
(1)卡车连同货物受到重力的大小； (2)卡车受到阻力的大小； (3)牵引力做功的功率.

2、（11徐州）为了帮助滑雪者登上长200m、高40m的山坡，滑雪场沿山坡铺设了一条直雪道．把一位重600N的滑雪者沿此雪道由坡底匀速拉至坡顶需用拉力150N．求：（1）拉力对滑雪者做的功；（2）雪道斜面的机械效率。

新课训练
1、下列说法中正确的是   （    ） 
A．物体做的功越多，则功率就越大  B．物体做功的时间越短，则功率越大 
C．在相同的时间内做的功越多，功率越大  D．功率越大，则做功越多      
2、甲、乙两同学进行爬杆比赛．爬到杆顶时，甲用了9s，乙用了10s，甲、乙两人质量之比是5：6，则他们爬竿的功率之比等于(    )．
 A．3：4        B． 4：3      C．25：27      D． 27：25
3、如图是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个______（省力/费力）杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G 为1200N，抬起车把的力F为 ______N。

4、如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．做的有用功是800J
B．拉力F的功率是80W
C．绳子自由端被拉下3m
D．滑轮组的机械效率是60%

5、在水平桌面上放一个300N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力 F为______N 。若绳子自由端移动速度为0.6m/s，则物体移动速度为____________。

6、在下图所示各个图中，物G重都为12N，当物体静止时，拉力F各是多少？(不记摩擦和机械重)
F1= N ，F2= N ， F3= N

7、为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑 轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为_______m，拉力的功率为_________W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率为___物体所受斜面的摩擦力为___________N.
8、建筑工地有一块6000N的重物放在水平地面上，与地面的接触面积是50dm2 ， 现用如图所示的滑轮组匀速提升，在重物上升0.8m的过程中，该滑轮组的机械效率为80%．（不计滑轮组摩擦及绳重）则：
(1)重物对水平地面的压强为多大？
(2)拉力F为多大？
(3)动滑轮重为多少？
(4)若提升的重物增加1500N，则此时滑轮组效率为多大？（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）

课堂反馈： ○ 非常满意 ○ 满意 ○ 一般 ○ 差
学生签字：___________ 教研组长签字： ___________ 日期
海到无边天作岸，山高绝顶我为峰