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1、 1.通过实验探究,学会使用简单机械变化力的大小和方向。 2.结合实例认识 3.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 4.结合实例理解。 5.能用实例说明物体 动能和势能以及他们的转化。 6.能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 7.知道机械功的概念和功率的概念。 8.能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。二二 回顾与思考回顾与思考一一,机械能机械能1一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。2动能:物体由于运动而具有的能叫动能。3运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。4势能分为重力势能和弹性势能。5重力势能:物体由于被举高而具有的能。6物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大
2、。7弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能。8物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。 9机械能:动能和势能的统称。(机械能=动能+势能)单位是:焦耳10,动能和势能之间可以互相转化的。方式有:动能重力势能; 动能 弹性势能。11自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。 机械功机械功1. 功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。2. 功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力距离)3. 功的公式:W=Fs;单位:W焦;F牛顿;s米。(1焦=1牛米).4. 功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做
3、的功,也就是说使用任何机械都不省功。5. 机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。计算公式:=W有用/W总6. 功率 (P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。计算公式:P=W/t。单位:P瓦特;W焦;t秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)例题解析例题解析【例1】在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m(图1),推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?分析分析: 水平推箱子做的功W,等于水平推力F和水平前进的距离s的乘积Fs。匀速举箱子时用的力F与箱子重G大小相等、方向相反。举箱子是F克服重力(阻力)G使箱子在F方向上升高h,所
4、做的功W2FhGh,这种情况下,常常为了简便而说:克服阻力G做的功W2Gh。 解答解答: F50N,s10m,G100N,h1.5m。WFs50N10m500J。W2Gh100N1.5m150J。答:他推箱子做功500J,举箱子做功150J。【说明】题中给了两个力:50N、100N,也给了两个距离:10m、1.5m。千万不要死记乱套公式,算出两个功:W100N10m1000J,W250N1.5m75J。对于公式,务必要在理解的基础上记忆、运用。WFs中的F是使物体在它的方向上通过距离s的力,s是物体在F方向上通过的距离。 【例【例2 】 重为100N的物体在光滑水平面上匀速移动80m,则重力对
5、物体做的功是多少?【分析】【分析】重力的方向竖直向下,在竖直方向上物体没有发生移动;物体在光滑水平面上移动,是由于物体有惯性,可以保持运动状态不变。水平方向上没有受到作用力。【解答】【解答】WGh10000【说明】【说明】力对物体做功,必须有力作用在物体上,且物体在力的方向上通过距离。如果有作用力,但在力的方向上没发生移动,或者不受作用力,物体静止或匀速直线运动,都没有力对物体做功。【例【例3 】 某人用100N顿的水平拉力,将500N顿的物体在水平地面上匀速移动8m,拉力做了多少功?若他用100N顿的力竖直向上提此重物,他对物体做多少功?【分析】【分析】当他用100N的水平拉力作用于物体,物
6、体且在这个力的方向上移动8m,他对物体做的功应等于FS。而他用100N顿的力竖直向上提重物时,物体仍静止不动,物体没有在这个力的方向上移动距离,所以他对物体没做功。【解答】【解答】 WFF100N8m810Js20W20【说明】【说明】做功有两个必要的因素,即作用在物体上的力和物体在该力方向上移动的距离,两者缺一不可。 【例【例4 】 高出水面30m处有一个容积是50m3的水箱,要用一台离心式水泵抽水给水箱,1h能把水箱充满即可。这台水泵的功率至少是多少千W?(取g10N/千克)【分析】【分析】这道题要求的功率。功率P=W/t,其中t是1h,而W可以根据WGh求出,其中G是50m3水重,h是3
7、0m。G的值,从水的体积V和密度求出质量m以后就知道了。思路P=W/tW=GhG=mgm=V【解答】【解答】 m=V=1103kg/m350m3=510kgG=mg=510kg10N/kg=5103NW=Gh=5103N30m=1.5107JP=W/t=1.5107J/3600s=4200W=4.2kW【例【例6】下面的物体中,只具有动能的是_;只有势能的是_;既具有动能、又具有势能的是 。A停在地面上的汽车。B在空中飞行的飞机。C被起重机吊在空中静止的货物。D弹簧。E在水平铁轨上正行驶的火车。【分析】【分析】停在地面上的汽车没有运动,它不具有动能;因在地面上,它也没有势能。正在空中飞行的飞机
8、,它在运动着,具有动能;它离地面有一定的高度,又具有重力势能。在空中静止的货物,它没有动能,只有重力势能。弹簧在没有发生弹性形变时,它不具有弹性势能。水平铁轨上行驶的火车,只有动能没有势能。【解答】【解答】只有势能的是C;只有动能的是E;既有动能又有势能的是B。 【说明】【说明】在确定物体具有何种能量时,应按照动能、重力势能、弹性势能的定义,分析物体是否在运动,是否被举高,是否发生了弹性形变,符合哪一种能量的定义,就确定物体具有哪一种能量。【例【例7】下列物体各具有什么形式的机械能?(1)高速升空的火箭;(2)被拉长的弹弓橡皮条;(3)被水电站拦河坝拦住的上游水;【分析】【分析】对照动能、重力
9、势能、弹性势能的定义,即能判断出上述物体各具有什么形式的能。【解答】(1)高速升空的火箭,速度不为零,且高度在增加,因此具有动能和势能。(2)被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变,具有弹性势能。(3)被拦河坝拦住的上游水是流动的,具有功能;同时水位又被拦河坝提得较高,因此又具有重力势能。1春天农民需用水泵缺水灌溉农田,有一水泵铭牌如下:型号 8B13流量 300m3/h扬程 12m质量111kg效率 80%(1) 水泵连续正常工作5小时,所做有用功多少J?(2) 此水泵总功率为多少? (3) 若此水泵用一柴油机带动,假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能,则每小时消耗多少kg柴油?(柴油热值按3107J/ kg计算,g=10N/kg) 22004年5月27日上午9时,长沙黑石铺湘江大桥正式竣工,黑石铺大桥东起开心区大托铺,与107国道相接,西至城县苹塘镇与319国道相连,使长常高速公路与京珠高速公路连在一起,大桥全长3068m,一辆质量为2.0103kg的小汽车,从桥东匀速至桥西所用时间为200s,所受的阻力是2.0103N,问:(1)小汽车从桥东到桥西行驶的速度是多大?(2)小汽车引力所做的功是多大?(3)小汽车此时的功率是多大?