苏科版九年级上册物理全册教学课件(2021年11月修订)

第十一章简单机械和功第1节杠杆课时1杠杆及其平衡条件目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆。2.理解力臂的概念，会画杠杆的力臂。3.理解杠杆的平衡条件，能通过实验探究总结出杠杆的平衡条件，会用杠杆的平衡条件解题。新课导入“给我一个支点，我可以撬动整个地球。”——阿基米德新课讲解一、认识杠杆这三个图片有什么共同特点?新课讲解以上三个图片的共同特点是什么？思考（1）都受到力的作用；（2）都绕固定点转动；（3）都比较坚硬（不易发生形变）。新课讲解杠杆：物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。新课讲解1.生活中的杠杆用起子开瓶盖用羊角锤拔钉用钓鱼竿钓鱼新课讲解古代的杠杆新课讲解A.支点（O）B.动力（F1）C.阻力（F2）D.动力臂（l1）E.阻力臂（l2）l1l2OF1F22.杠杆的五要素新课讲解深度剖析（1）杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的任意位置。（2）动力的作用点：动力在杠杆上的作用点。阻力的作用点：阻力在杠杆上的作用点。（3）力臂是支点到力的作用线。新课讲解（4）当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合；当力的作用线不垂直于杠杆时，力臂与杠杆不重合；如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。（5）动力和阻力是杠杆受到的力，而不是杠杆对别的物体施加的力。新课讲解3.杠杆力臂的画法（1）确定支点（2）画作用线（3）作垂直线段（4）标出力臂F1OL1L2F3L3F2新课讲解力臂的三种表示方式新课讲解L2L1BF2OF1AF2BOAF1BA画出图中各力的力臂（1）找出支点的位置（3）从支点作动力、阻力作用线的垂线（2）确定动力、阻力作用线（4）标垂足,定力臂例典例分析新课讲解画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O练一练新课讲解二、杠杆的平衡条件【探究目的】探究杠杆的平衡条件【猜想与假设】杠杆的平衡条件可能与作用力的大小及力臂有关杠杆平衡：杠杆在力的作用下保持静止状态或匀速转动状态。新课讲解·【制定计划与设计实验】新课讲解1.杠杆两端设置两只可调节的螺母，能起什么作用?2.为什么要求杠杆在水平位置平衡呢?作用是调节杠杆，使杠杆在水平位置平衡因为这样就能直接在杠杆上读出或量出力臂的数值。思考与讨论新课讲解【实验过程】点击播放视频新课讲解Ol1l2F1F2F1l1与F2l2之间有什么样的关系呢？思考新课讲解【实验表格】新课讲解杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂用字母表示为:F1l1=F2l2【结论】当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。【分析与论证】新课讲解在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图所示，则：（1）左右力臂L1:L2=______·L1L2（2）在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆______（填“能或不能”）平衡？_______边下降?1:2不能右（3）若使杠杆再次水平平衡，可在____边的钩码下再挂___个钩码？左1例典例分析新课讲解·（4）若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则___边将下降。左（5）利用本装置探究杠杆平衡条件时需要记录多组数据,这样做的目的是在于_______________。多次测量，寻找普遍规律课堂小结1.定义：一根硬棒，在力的作用下绕着固定点O转动。2.五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂3.力臂的画法：（1）找支点O（2）画力的作用线（虚线）（3）画力臂（过支点作力的作用线的垂线）（4）标力臂课堂小结4.探究杠杆平衡的实验：（1）杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动（2）实验前：应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。目的：可以方便地从杠杆上读出力臂。（3）结论：杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂公式：F1l1=F2l2当堂小练1.如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知0A=0.3cm，OB=0.2cm,在A点处悬挂一重物G，质量为2kg，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，此时拉力F为多少？BAOF答案：10N当堂小练2.如图，OB=2BA，物体重为60N，不计杠杆自身重力，绳与杆的夹角为30℃，则绳的拉力为多少？OBA答案：80N当堂小练3.如图，杠杆上标有刻度，GB=5N，GA＝8N，杠杆水平平衡时，A物体对杠杆的拉力是多少牛顿？此时A物体受到地面对它的支持力为多少？AB答案：A物体对杠杆的拉力是6.25N；此时A物体受到地面对它的支持力为1.75N拓展与延伸生活中的剪刀剪刀(如图)是生活中常见的工具，它也是一种杠杆.你是否注意到，同行业的人所用的剪刀各有特点?拓展与延伸裁缝用的剪刀刀刃比平常家用剪刀的刀刃长得多,完成一次剪裁动作可以裁剪较长的布料。理发师用的剪刀手柄比较短，他们剪发时手的动作幅度较小，可提高剪发的频率。剪铁皮的剪刀,其动力臂比阻力臂长,只要用较小的力，就能把坚硬的金属片剪开。园艺师使用的剪刀有很多种，请你调查一下,园艺师使用了哪些剪刀?它们各有什么特点?为什么这样设计?第十一章简单机械和功第1节杠杆课时1杠杆的应用及其分类目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.了解杠杆的分类及其特点。2.知道杠杆在日常生活中的应用。3.能用杠杆的平衡条件解决一些实际问题。新课导入请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？F1F2l1l2o新课讲解一、杠杆的分类等臂杠杆：天平的动力臂与阻力臂相等，是一种等臂杠杆。托盘天平物理天平新课讲解等臂杠杆的特点：l左=l右（等臂）由杠杆平衡条件F左×l左=F右×l右知G物=G码新课讲解省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？费了距离！新课讲解费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。新课讲解三种杠杆新课讲解杠杆的分类特点概念实例省力杠杆省力费距离，l动大于l阻1.用开瓶器开瓶盖2.用指甲剪剪指甲3.用羊角锤拔钉子费力杠杆费力省距离，l动小于l阻1.用镊子夹砝码2.用筷子夹东西等臂杠杆不费力也不省距离，l动等于l阻3.天平新课讲解例题如图所示，人的体重为600N，人用扁担所挑物重100N。不计杠杆重。CO=BO，则人肩头所受压力为N，人对地面的压力为N。解析：要求人肩头所受的压力，即求人的肩头对扁担的支持力N，将扁担看作一根杠杆，以C点作为支点。二、杠杆的综合运用新课讲解（注意：要分析人的肩头对扁担的支持力时，必须以C点作为支点，而不能以O点作为支点，若要求人对C点的作用力时，则应以O点为支点，分析不同的力时，选择的支点是不同的），以人的肩头对扁担的支持力N作为动力F1，重100N的物体的重力作为阻力F2，由CO=BO可得CO∶CB=1：2）。新课讲解则N=2G=200N，值得注意的是，要求人对地面的压力时，不能误以为此时的压力为200+600=800N，而应将人和物作为一个整体，地面受到人和物对它的压力，即N′=G人+G物=600N+100N=700N。课堂小结杠杆的分类等臂杠杆费力杠杆省力杠杆当堂小练1.下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）A.启瓶器B.切纸铡刀C.食品夹D.羊角锤C当堂小练2.如图所示，分别沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）A.沿F1方向的力最小B.沿F2方向的力最小C.沿F3方向的力最小D.三个力的大小相等BF3F1F2OL1L3L2当堂小练3.下列工具在使用过程中，属于省力杠杆的是（）解析：筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,A不符合题意;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B不符合题意;钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意;食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D不符合题意。答案:C拓展与延伸人体中的杠杆骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统,尽管人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。第十一章简单机械和功第2节滑轮目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.认识定滑轮和动滑轮；2.了解动滑轮、定滑轮的特点；3.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用；4.能识别生活和生产中常见的滑轮，能根据要求组装简单的滑轮组。新课导入杠杆是一种常见的简单机械。除了杠杆之外，滑轮也是一种简单机械。大家在生活中见过滑轮吗？新课讲解一、定滑轮和动滑轮1.生活中常见的滑轮抢修现场用到的滑轮旗杆上的滑轮吊车上的滑轮新课讲解升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，国旗就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，它的轴固定不动，这种滑轮叫做定滑轮。2.定滑轮新课讲解定滑轮点击图片播放新课讲解3.动滑轮电动起重机吊钩上有一种滑轮，它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收起绳子时，物体和滑轮就被提起，这种滑轮叫做动滑轮。新课讲解动滑轮点击图片播放新课讲解定滑轮和动滑轮点击播放新课讲解二、探究定滑轮和动滑轮的特点通过滑轮拉起重物，研究下面几个问题。1.使用定滑轮、动滑轮是否省力（或更费力）？2.使用定滑轮、动滑轮是否省了距离（或需要移动更大的距离）？3.什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮？新课讲解定滑轮其实是一个等臂杠杆。图乙中所示定滑轮两边的力与轮相切，中心轴为杠杆的支点，轮的直径可以看做是一根硬棒，动力和阻力作用在直径的两端，动力臂等于阻力臂。注意：用定滑轮提升重物时，动力移动的距离等于重物升高的高度。新课讲解结论：使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。新课讲解定滑轮的本质点击画面播放动画新课讲解动滑轮则是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。如图丙所示，动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于固定边与轮相切的地方。过“支点”的轮的直径相当于杠杆，重物的重力为作用在杠杆上的阻力，人施加的力为动力，因此动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的二倍。新课讲解结论：使用动滑轮可以省力，但费距离；且不改变力的方向。新课讲解动滑轮的本质点击画面播放动画新课讲解定义：使用时，轴固定不动的滑轮实质：等臂杠杆特点：不能省力，但可以改变力的方向定义：工作时，轴随物体一起运动的滑轮实质：动力臂为阻力臂2倍的杠杆特点：能省力，但要多移动距离定滑轮动滑轮新课讲解练一练1.定滑轮左端绳子下端挂着重物，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：F1、F2、F3，则（）。A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．三个力一样大F2F1F3D新课讲解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F1、F2、F3，则（）。A.F1>F2>F3B.F2>F3>F1C.F2>F1>F3D.F3>F1>F2丙F3乙F2甲F1D新课讲解三、滑轮组定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？新课讲解定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。结论：使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。新课讲解滑轮组点击画面播放动画新课讲解想一想1．绳子的起点2．拉力的方向3．拉力的大小4．移动的距离还有别的绕线方法吗？这两种绕线方法有什么不同？新课讲解图甲中的重物有三段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担重物。用这个滑轮组提起重物如果忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用力就可以提起重物。当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？3131新课讲解当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？图乙中的重物由两段绳子通过动滑轮吊着，只要用力就可以提起重物。2121新课讲解利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？新课讲解FF讨论：这两种绕线方法有什么不同？新课讲解你发现了什么规律？FF新课讲解结论：1FGGn动（）snhF：拉力n：承担物重的绳子段数G：物重G动：动滑轮重S：自由端移动的距离h：物体上升的高度1FGGn动（）snh新课讲解四、轮轴和斜面1.轮轴（1）概念：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械．通常将大轮叫做轮，将小轮叫做轴。（2）实质：轮轴实质是一个可连续转动的杠杆，支点在轮和轴的轴线上。新课讲解（3）实例：新课讲解井上的辘轳从右边看过去，可画成下图：动力臂大于阻力臂——省力杠杆F2l1=Rl2=rOF1新课讲解汽车的方向盘从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆F2l1=Rl2=rOF1新课讲解2.斜面（1）概念：斜面是指与水平方向有一定倾角的面。（2）作用：斜面是一种省力的简单机械，当需要将重物沿竖直方向向上提时，利用斜面比直接向上提要省力。新课讲解其他斜面课堂小结滑轮定滑轮轴不随物体一起运动的滑轮不省力，也不费距离，但可以改变力的方向实质：等臂杠杆轴随物体一起运动的滑轮省力，但费距离，且不能改变力的方向实质：省力杠杆动滑轮滑轮组轮轴与斜面定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组1FGGn动（）绳子自由端的拉力绳子自由端移动的距离snh1FGGn动（）snh当堂小练1.如图所示三个滑轮中，属于动滑轮的是。若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2和F3的大小关系是。当堂小练解析:在提升物体时,动滑轮会随物体--起运动，故图乙中的滑轮为动滑轮。不计滑轮自重和摩擦,沿F1方向匀速提升物体时,用的是定滑轮,根据定滑轮不省力知,F1=G；沿F2方向匀速提升物体时，用的是动滑轮,根据动滑轮能够省一半的力知,F2=G；沿F3方向匀速提升重物时，用的是定滑轮,根据定滑轮不省力知,F3=G。由以上分析得出：F1=F3>F2。答案：乙F1=F3>F22121当堂小练2.如图所示，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上则他所用的拉力为N,绳子自由端向下移动的距离为m。(不计绳重、动滑轮重及摩擦)解析:由图知,滑轮组承担物重的绳子段数n=2,不计绳重、动滑轮重及摩擦,工人所用的拉力F=100N;绳子自由端向下移动的距离s=nh=2x2m=4m。答案:1004当堂小练3.如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴。若F1=20N,盘的半径为20cm,轴的直径为4cm,不计摩擦,则F2=N。门锁的把手相当于一个(填“省力”或“费力”)轮轴。解析:由题知,F1=20N,盘的半径R=20cm,轴的半径r=2cm，轮轴实质是杠杆的变形,不计摩擦,根据杠杆的平衡条件可得F1R=F2r,则F2=200N。门锁的把手,外轮半径大于轴半径,动力作用在外轮上,相当于一个省力轮轴。答案:200省力拓展与延伸门把手、汽车方向盘和扳手都是轮轴的实例,如图所示你能再举一些应用轮轴的例子吗?第十一章简单机械和功第3节功目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.知道做功的两个必要条件；2.知道功的定义、计算公式和单位；3.并会用功的计算公式进行简单的计算。新课导入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ＧＦF对小车做了功ＦF支ＧF阻对静止的木块受力情况分析？哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？新课导入叉车举高货物Fs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。新课讲解思考sFFFs物体受到了力的作用。物体在力的方向上移动了一段距离。①②发现什么共同点了吗？新课讲解一、什么是功FsF1.功的概念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。马拉车拉车对车做了功新课讲解sFF起重机吊起货物拉力对货物做了功新课讲解甲小车在推力作用下向前运动了一段距离乙物体在绳子拉力的作用下升高图甲和图乙中的力对物体做功。思考你知道用什么标准来判断是否做功吗？新课讲解丙提着滑板在水平路面上前行丁搬而未起而图丙和图丁中的力却没对物体做功。新课讲解归纳（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ssFFFsF判断是否做功新课讲解2．做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力（2）物体在这个力的方向上移动的距离。新课讲解s＝0F≠0人用力推打石头而没推动没有做功（劳而无功）分析新课讲解（1）当你抱着一摞书不动时，你累吗？你对书做功了吗？为什么？（2）用力推讲台，讲台没有动，人累吗？人对讲台做功了吗？讨论一下新课讲解没有做功（不劳无功）s≠0F=0冰壶在平滑的冰面上滑行分析新课讲解（3）用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？讨论一下新课讲解没有做功（劳而无功）F≠0s≠0力的方向与运动方向垂直提箱子在水平路上走分析新课讲解ss不做功新课讲解不做功的三种典型情况（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。归纳新课讲解例典例分析下列生活实例中，力对物体做功的有()新课讲解解析:推着小车前进，人对小车有推力的作用,小车在推力的方向，上移动了距离,所以甲中推力对小车做了功;人提着滑板在水平路面上前行，此过程中,拉力与运动的距离的方向垂直,乙中人对滑板的力没有做功;丙中绳子对物体有向，上的拉力,物体在拉力的方向，上通过了距离,所以丙中拉力对物体做了功;人用力搬石头但没有搬动,有力作用在石头上,但石头在力的方向，上没有通过距离,故丁中人对石头的力没有做功。故选B。答案:B新课讲解二、功的计算功＝力×距离W=FssWFFWs注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：sWFFWs新课讲解2.功的单位和物理意义牛（N）米（m）焦耳（J）即：1J＝1N·mW=Fs物理意义：1N的力使物体在力的方向上，通过1m的距离时所做的功为1J。单位：焦耳新课讲解例典例分析小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功J,书箱的重力做功J。解析:小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,推力对箱子做的功W1=Fs1=40N×2m=80J;松开手后,书箱仍向前滑行了1m,书箱由于惯性滑行，则小明没有做功,即W2=0J;整个过程中小明对书箱做的总功W=W1+W2=80J+0J=80J;书箱在水平地面上运动,虽然受重力,但在重力的方向。上没有移动距离,所以重力做功为0J。新课讲解三、功的原理有既省力又省距离的机械吗?【实验目的】探究使用斜面这种机械省不省功【设计并进行实验】如图所示，用弹簧测力计测出小车及车上的砝码所受的重力G,沿斜面方向匀速拉动小车，将小车从斜面底端拉到斜面的某位置,测出拉力的大小F用刻度尺量出小车在斜面上通过的距离s和小车上升的高度h,并记录在下表中。新课讲解【数据表格】新课讲解【分析论证】实验数据表明:利用斜面提升物体，所用拉力Fh,即省了力却费了距离,但Fs与Gh的值总是近似相等。【得出结论】使用斜面这种机械不省功课堂小结功做功的两个必要因素不做功的三种情况功的计算作用在物体上的力物体在这个力的方向上移动的距离有力无距离有距离无力力与距离垂直W=Fs当堂小练1.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行，将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。当堂小练解：雪橇在平直路面上做匀速直线运动，马的拉力F与摩擦力F摩大小相等，即F=F摩=800N雪橇沿拉力的方向移动的距离s=3000m所以，马的拉力做的功W=Fs=800N×3000m=2.4×106J马运货时做的功是2.4×106J。当堂小练2.下列说法中正确的是（）A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功A当堂小练3.小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼，又沿着走廊水平走了5m到达实验室。每层楼高3m，小龙对实验器材做功_______J。若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500J，则小龙自身体重_______kg。（g=10N/kg）150050拓展与延伸焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月，在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。伟大的物理学家—焦耳拓展与延伸为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间进行反复地实验。直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复做了四百多次实验，结果都相差不多。第十一章简单机械和功第4节功率目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.知道功率的概念及物理意义；2.掌握功率的定义式、推导式及单位；3.会用功率公式进行简单计算；4.了解功率在实际生活中的应用。新课导入他们爬相同的楼时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？新课讲解一、比较做功的快慢人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？做一样多的功，所用时间不同。甲乙新课讲解在相同的时间内，做功多少不一样。甲乙新课讲解比较做功快慢的方法：方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；方法二：t甲=t乙时，做功多的则做功快。若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？甲乙新课讲解比较做功快慢的方法与前面学过的那个知识相似？如何比较运动的快慢？方法一:所用时间相同,路程大的速度快方法二:通过相同的路程,用时少的速度快方法三:看单位时间内通过的路程如何比较做功的快慢？方法一:所用时间相同,做功多的做功快方法二:做相同的功,用时少的做功快方法三:看单位时间内所做功的多少类比新课讲解例典例分析甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10N，楼高为3m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020（1）甲、乙、丙做功分别是多少？600450600（2）甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？新课讲解所做的功时间比较做功快慢的一般方法甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020600450600功做功时间603022.5选取时间为标准进行比较功与做功时间的比表示物体做功的快慢(J/min)所做的功时间功做功时间新课讲解二、功率1.功与时间之比叫做功率数值上等于单位时间内所做的功。2.表达式WPt功功率时间PWPt功功率时间新课讲解3.国际单位：常用单位：1kW=103W1MW=106WWPt焦耳秒瓦特(瓦、W)WPt新课讲解功率70W表示：在1s内做了70J的功。功率70W表示什么物理意义？新课讲解一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。型号：5C11流量：52m3/h吸程：10m功率：1.2kW功率1.2kW表示什么物理意义？表示机器在1s内做功1200J。抽水机新课讲解生活中常见的一些功率新课讲解蓝鲸游动时的功率可达350kW小轿车发动机的功率可达数十千瓦至二百千瓦飞机发动机的功率可达1000kW以上新课讲解功率是机器的主要技术性能之一，选购机器，考虑它的功率时要从实际出发。注意：新课讲解例典例分析大石头质量为6t，起重机的吊钩在15s内将大石头匀速提升了1m，起重机提升大石头的功率是多少？新课讲解例典例分析在抗旱工作中，某单位帮助一个扶贫村打了一口地下水井，并在地面上修建了一个深2m，能储存30t水的水池.已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30m。（g取10N/kg）求：（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功。（2）水池装满水后，水对池底的压强。（3）将30t的水从井中抽到水池中需要1h，则这台抽水机的功率不得低于多少瓦？新课讲解解：（1）水的质量：m=30t=30×103kg=3×104kg，水受到的重力：G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N，抽水机对水做的功：W=Gh=3×105N×30m=9×106J。新课讲解（2）水池中水深h=2m，则水对池底的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa（3）抽水机抽水的时间t=1h=3600s，则抽水机的功率至少是：6910J2500W.3600sWPt6910J2500W.3600sWPt新课讲解三、功率的推导公式1.推导功率的计算公式P=Fv由W=Fs、可得svtWFsPFvttsvtWFsPFvtt新课讲解（1）当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小。（2）当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比。（3）当物体速度一定时，牵引力越大，它的功率越大。2.公式P=Fv表示什么物理意义？新课讲解3.功和功率的区别新课讲解在平直公路上匀速行驶的汽车，发动机的实际输出功率为60kW，速度为30m/s，则下列说法中错误的是（）A.汽车受到的牵引力是2000NB.汽车受到的阻力是2000NC.牵引力做功是60000JD.行驶10s牵引力做功6×105JC例典例分析新课讲解四、功率的测量【探究目的】估测人爬楼的功率【实验原理】【测量的物理量】人的质量m、一级台阶的高度ho、走过的台阶数n、所用的时间t新课讲解【实验器材】磅秤、停表、刻度尺【步骤】步骤1:用磅秤测出人的质量m；步骤2:先用刻度尺测出一级台阶的高度ho,再用停表测出人走过n级台阶所用的时间t。新课讲解【实验表格】新课讲解【表达式】归纳比较人上楼时的功率的三种方法：(1)做功时间相同,比较做功的多少；(2)做功相同,比较所用时间的长短；(3)做功和做功所用时间都不相同，计算功率进行比较。新课讲解要测量小敏同学上楼梯时的功率,不需要测量她的()A.质量B.通过的楼梯高度C.通过的路程D.上楼梯所用的时间例典例分析解析:要测量人上楼梯时的功率,可知要测出W和t,其中t就是人上楼梯所用的时间,W就是人克服重力所做的功,即要测量人的质量和通过的楼梯高度。显然测量上楼梯时的功率与人通过的路程是没有关系的。答案:C课堂小结功率公式概念物理意义单位功率是表示物体做功快慢的物理量功与做功时间之比瓦特，符号W，1kW=1000WWPtWPt当堂小练1.无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图甲、乙所示，两位同学均从一楼搬运物体到三楼。由图中提供的信息，可以归纳出比较做功快慢的两种方法分别是：（1）________________________________________________；（2）_________________________________________________。做同样的功，比较用时多少，时间少的做功快在相同的时间内，比较做功的多少，做功多的做功快当堂小练2.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（）A.甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对B当堂小练3.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（）A.运动员的质量B.攀岩的高度C.攀岩所用的时间D.运动员的身高D解析：攀岩是克服自身的重力做功，功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积。拓展与延伸在瓦特之前，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。瓦特JamesWatt英国1736－1819第十一章简单机械和功第5节机械效率目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.了解什么是有用功、额外功和总功；2.理解什么是机械效率；3.会计算简单机械的机械效率。新课导入生活中我们常常会遇到“效率”这个词，例如学习效率，工作效率等。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。新课导入上坡时走S形路线，利用斜面搬重物到车上，这样都可以省力。新课导入（1）额外功越少越好：①动滑轮的重量越轻越好；②所受摩擦力越小越好。（2）有用功越多越好：提起的重物越重越好。滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关？思考新课讲解一、有用功、额外功和总功要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法?新课讲解直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？新课讲解1.如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定高度，计算拉力所做的功。2.如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。实验：使用动滑轮是否省功新课讲解动滑轮做功点击画面播放动画新课讲解G/Nh/mW直/JF/Ns/mW机/J20.10.21.20.20.24有用功总功实验结果表明，尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。结论新课讲解（1）有用功W有用：为了达到某一目的必须做的功。（2）额外功W额外：为了达到某一目的的过程中，并非我们需要但又不得不做的功。（3）总功W总：有用功与额外功的总和。W总=W有用+W额外新课讲解例典例分析李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁,她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（）A.对桶所做的功是有用功B.对水所做的功是额外功C.对水所做的功是有用功D.对水所做的功是总功解析:李玲玲做功的目的是提水,所以对水做的功是有用功，同时又不得不将桶和绳提起,对它们做的功并非我们需要,是额外功。答案:C新课讲解二、机械效率在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。1．定义：有用功跟总功的比值。2．公式：3．用百分数表示。总小于1。有总WW有总WW新课讲解思考没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？2.怎样才能提高机械的效率？减少额外功改进结构，使其合理、轻巧经常保养、定时润滑新课讲解滑轮组：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%新课讲解例典例分析下列关于机械效率的说法正确的是()A.越省力的机械,机械效率越高B.做功越少的机械,机械效率越低C.做功越慢的机械,机械效率越低D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高新课讲解解析:机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系,A错误;机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少，B错误;做功越慢的机械，功率越小，功率与机械效率没有关系,不能说做功越慢的机械,机械效率越低,C错误;机械效率是有用功与总功的比值,在总功相同时,有用功越大，机械效率就越高,D正确。答案:D新课讲解三、测量滑轮组的机械效率WGhWFs有总【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直向上，缓慢拉动测力计。【注意事项】【实验原理】WGhWFs有总新课讲解1.保持动滑轮重一定，改变钩码重力。次数G/Nh/mW有/JF/Ns/mW总/Jη123FF动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。结论新课讲解2.保持钩码重力一定，改变动滑轮重。FF次数G/Nh/mW有/JF/Ns/mW总/Jη123物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。结论新课讲解3.影响滑轮组机械效率的因素（1）摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳（2）物重（物重增加，机械效率提高）（3）动滑轮重（动滑轮重减小，机械效率提高）新课讲解4.提高机械效率的方法现代社会是讲求效率的社会，时时、事事、处处都追求高效率，以尽可能少的消耗能源，取得尽可能多的效益。提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。那么，怎样提高机械效率呢？思考新课讲解怎样提高机械效率新课讲解1.减轻机械自重;2.减小机械间的摩擦(加润滑油);3.允许情况下增加物重。提高机械效率的方法新课讲解例典例分析如图所示装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是()A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动B.测量机械效率的原理为C.机械效率与动滑轮重力的大小有关D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现新课讲解解析:在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重,滑轮组机械效率越低；减小钩码的重力,在额外功相同的情况下,有用功减小，有用功占总功的百分比减小，滑轮组的机械效率减小。故选D。答案:D新课讲解四、探究斜面的机械效率1.斜面的光滑程度2.斜面的高度3.斜面的长度4.……斜面的机械效率可能和哪些因素有关？思考【实验器材】长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。说一说你的设计思路？新课讲解探究斜面机械效率与斜面坡度的关系1.测量小木块的重量，记录数据；2.把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h；3.改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.【实验步骤】新课讲解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机械效率较缓较陡很陡【实验记录】新课讲解斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高。结论课堂小结机械效率有用功：人们需要的必须要做的功公式：W有=Gh（竖直提升物体）定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率公式：（机械效率总小于1）额外功：人们不需要但又不得不做的功公式：W额外=G’h（竖直提升物体）总功：有用功与额外功的总和公式：W总=Fs，W总=W有+W额外有用功、额外功和总功课堂小结测量滑轮组和斜面的机械效率实验原理：实验结论：（1）动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。（2）物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。实验结论：斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高注意事项：测力计要竖直匀速拉动测量滑轮组的机械效率WGhWFs有总测量斜面的机械效率实验器材WGhWFs有总当堂小练1．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）缓慢2.42483.3%增大当堂小练2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：（1）此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。（2）第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）3262.5%大于次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.520当堂小练3.测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示。（1）实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计。（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为________。实验次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N绳自由端上升距离s/m机械效率120.11.10.2240.12.00.366.7%匀速60.6%当堂小练（3）比较两次实验的机械效率可得出结论：。这里用到的研究方法是___。（填字母）A.类比法B.控制变量法C.等效替代法（4）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率________（填“变大”“变小”或“不变”）。同一组滑轮，提起的物体越重，机械效率越大B不变拓展与延伸如图所示用滑轮或滑轮组（单个滑轮的型号、重力相等）提起同一重物，其中机械效率最高的是（）解析：机械的自身重力影响机械效率的大小，那么用定滑轮、动滑轮分别提起同一物体时，定滑轮的机械效率大些。BABCD第十二章机械能和内能第1节动能势能机械能课时1动能势能目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5当堂小练6拓展与延伸7布置作业学习目标1.了解能量的初步概念；2.知道什么是动能及影响动能大小的因素；3.知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素；4.能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能；5.能用影响动能、势能大小的因素解释简单的现象。新课导入不同形式的能量高举的重锤疾驰的汽车高挂在枝头的苹果拉伸变形的皮筋拉开的弓流动的水新课导入高举的重锤能把地面砸陷流动的水能把石头冲走拉弯的弓能把箭弹射出去物体能够对外做功高举的重锤流动的水拉弯的弓具有能量新课讲解1.物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2.能量的单位与功相同，也是焦耳。3.一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。一、能量新课讲解动能势能新课讲解4.能量的不同形式（1）动能：物体由于运动而具有的能。（2）势能重力势能：物体由于被举高而具有的能量弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量新课讲解二、探究动能和势能的决定因素探究：物体的动能大小跟哪些因素有关？猜想：（1）动能的大小跟物体运动的有关（2）动能的大小跟物体的有关设计实验方案：（1）考虑“控制变量法”（2）怎样比较动能的大小？速度质量新课讲解实验器材大钢球小钢球木块斜面新课讲解h1h2比较图2、图1可得结论：质量相等的物体，运动的速度越大，其动能越大。212121,)(mmvvhh图1图2S1>S2212121,)(mmvvhh新课讲解运动物体速度相等时，运动物体的质量越大，其动能越大。h3比较图3、图1可得结论：h1313131,)(mmvvhh图1图3S1>S3313131,)(mmvvhh新课讲解结论物体动能的大小跟速度、质量有关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。新课讲解某段道路的标示牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。请利用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？速度越大，动能越大。限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。车型不同，载重量不同，如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，行驶的危险性大。思考新课讲解了解一些物体的动能抛出去的篮球，约为30J行驶中的小汽车，约为2×105J跑百米的运动员，约为3×103J新课讲解行走的牛，约为60J飞行的步枪子弹，约为5×103J从10m的高处落下的砖块，约250J新课讲解例典例分析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，它的动能等于。③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能。④汽车空载和满载时以相同速度前进：时动能大.⑤某同学慢跑和快跑：时动能大.满载快跑变大减小0减小新课讲解（1）质量相同时,物体被举得越__重力势能越大猜想：实验：2.重力势能的大小可能跟哪些因素有关？（2）被举高度相同时,物体的质量越重力势能越大高大（1）重力势能的大小跟物体被举高度有关（2）重力势能的大小跟物体的质量有关结论新课讲解重力势能大小与高度、质量有关质量一定，位置越高，重力势能越大；新课讲解高度一定，质量越大，重力势能越大。新课讲解3.弹性势能大小的决定因素物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。新课讲解为什么？思考新课讲解结论重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。新课讲解例典例分析某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1