九年级科学能量、功和机械

能量、功和机械*教学目标:3.1.1 能量及其形式3.2.1 动能3.2.2 势能3.2.3 动能和势能的转化3.3.1 功3.3.2 功率3.4.1 杠杆3.4.2 杠杆的应用3.4.3 定滑轮和动滑轮3.4.4 滑轮组3.4.5 机械效率*教学重点3.2.3 动能和势能的转化3.3.1 功3.4.4 滑轮组3.4.5 机械效率教学难点3.3.1 功3.4.4 滑轮组3.4.5 机械效率教学内容:一、能量的形式和机械能（一）知识梳理1、请同学说一说你都知道哪些形式的能量？答案：电能、风能、热能、太阳能、机械能(动能和势能) 、核能、光能、化学能等（二）例题讲解例1．下面各种现象中存在哪些能量？1)胶片感光成像2)激光切割金属3)特技跳伞4)森林火灾5)植物生长需要阳光6)小型水电站答案：（1）光能、化学能（2）光能、热能（3）势能、动能（4）化学能、热能（5）光能、化学能（6）机械能、电能二、功（一）知识梳理1．力学里所说的功包括两个必要因素：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．不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

（例题1）（巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。

）3．功的衡量：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：W=FS。

（例2)应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

4．功的单位：焦耳，1J=1N·m。

（把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5J）。

（二）例题讲解例1．在体育课上的铅球比赛中，甲把铅球推出7ｍ，乙把铅球推出6ｍ，则（）A．甲做的功一定比乙大B．甲做的功一定比乙大C．甲、乙做功可能相等D．甲、乙做功一定不同答案：C例2.如图所示，m A＞m B＞m C，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F 对三个物体所做的功，结论是（）A.三次做功一样多B.对A做的功多C.对B做的功多D.对C做的功多答案: A例3．用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动5米，需要做多少功？若该物体重为500牛，则这个过程中，重力做多少功？答案：W=Fs=100牛×5米=500焦，因为重力方向没有通过距离（S⊥G），所以重力做功为0。

例4．某足球运动员在水平方向用25牛的力，将10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30米才停下来。

在球滚动过程中，脚对球所做的功为（）A、750焦B、300焦C、450焦D、0答案：D三、功率（一）知识梳理1．定义：单位时间里完成的功。

2．物理意义：表示做功快慢的物理量。

3．公式：4．单位：主单位W；常用单位kW。

5．机械效率和功率的区别：答案：功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

（二）例题讲解例1．甲、乙两同学在进行爬杆比赛，都爬上高度相同的杆顶，甲用了9s，乙用了10s，甲、乙两人的体重之比是5：6，则甲、乙两人的爬杆功率之比是（）A、3：4B、4：3C、25：27D、27：25答案：C例2.桑塔拉2000轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。

求轿车在这段时间内：（1）发动机的牵引力F；（2）发动机所做的功W；（3）发动机的功率P。

（g取10N/kg）答案：1.6t=1600Kg 108Km/h=30m/S 20min=1200s（1）F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1600 Kg×10N/Kg=1600N（3分）（2）W=FS=1600N×30m/S×1200s=5.76×107J（3分）（3）P=W/S=5.76×107J/1200s=4.8×104J（3分）例3．关于功率,下列叙述正确的是( )A.做功用的时间越少,功率越大B.功率越大,做的功越多C.在相同的时间里,做功越多,功率越大D.做功的时间越多,功率越大答案：C例4．功率相等的两辆汽车，要相等的时间内匀速通过的距离之比为3：2，则（）A、两辆汽车的牵引力之比为3：2B、两辆汽车的牵引力之比为2：3C、两辆汽车做功之比为3：2D、两辆汽车做功之比为2：3答案：B四、机械效率（一）知识梳理1．基本概念有用功：对人们有用的功。

额外功：并非我们需要但又不得不做的功。

总功：有用功加额外功或动力所做的功2．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：斜面：定滑轮：动滑轮：滑轮组：③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

（二）例题讲解例1．如图所示，小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用已滑轮所做的总动为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则（）A．W1= W2η1=η2 B．W1= W2η1＜η 2C．W1＜W2η1＞η2D．W1＞W2η1＜η2答案：C例2.关于机械效率，下列说法中正确的是（）（多选）A．做的功越多，机械效率不一定大B．功率越大，机械效率也越大C．实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高D．无论采取何种手段，使用简单机械时机械效率不会达到100％答案：AD例3．如图所示，物体重G=50N，OB=0.4m，OA=1m，使杠杆在水平位置平衡时，F1的力臂L1= m，F1= N．（杠杆重忽略不计）答案：0.5，40五、机械能（一）知识梳理1.概念动能：物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小与物体的质量和运动速度有关。

势能：物体由于被高举而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高举的高度有关。

物体由于发生弹性变形而具有的能叫弹性势能，其大小与物体形变程度有关。

机械能：动能和势能统称机械能，动能和势能之间是可以互相转化的，在没有摩擦阻力时，动能和势能互相转化过程中，机械能总量保持不变。

2．理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

2．知识结构：（二）例题讲解例1．以同样速度行驶的大卡车和小轿车，的动能大，故在同样道路上，不同车型限速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车要（填“大”或“小”）答案：大卡车小例2.下列过程中，属于势能转化为动能的是（）（多选）A．滚摆下降的过程 B．用力拉长弹弓橡皮条的过程C．弹簧枪将“子弹”射出去的过程D．跳水运动员将跳板踏弯的过程答案：AC例3．若甲物体的速度比乙物体的速度大，则( )A、甲物体的动能一定比乙物体的动能大B．乙物体的动能一定比甲物体的动能大C、甲、乙两物体的动能一定相等D．甲、乙两物体的动能无法比较答案：D例4．一个物体在不断升高，且其质量不变，则可以肯定的是物体的 ( )A、势能增大 B．势能增大，动能减小C．机械能增大 D．机械能不变答案：A例5．学生在做模拟“蹦极”的小实验。

一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在d点，b点是橡皮筋系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。

在小石块由a 点到c点运动的过程中，以下说法正确的是( )A、小石块动能一直在增加B．小石块减少的重力势能全部转化为动能C、小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能D．小石块到达C点时，动能为零答案：D六、课堂巩固1、下列说法中正确的是（）A、足球在草坪上沿水平方向向前滚动，重力对足球做了功B、石块从高处下落，重力对石块做了功C、举重运动员把杠铃在空中停留3s，人对杠铃做了功D、推出去的铅球在空中运动过程中，推力对铅球做了功答案：B2.为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去！以下有关能量转化的判断，正确的有（）（多选）A、重力势能转化为动能B、弹性势能转化为动能C、动能转化为重力势能D、弹性势能转化为重力势能答案：ABCD3.如图所示，重500Ｎ的物体与地面间的摩擦力为144Ｎ，为使物体匀速移动6ｍ，必须在绳的自由端加60Ｎ的水平拉力．那么拉力做的有用功是______J，此滑轮组的机械效率为__ ___．答案：864J 80%4.用图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F＝5N，忽略摩擦阻力。

求：（1）所做的有用功；（2）此时滑轮组的机械效率；（3）当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率。

答案：20cm=0.2m（1）W有=Gh=12N×0.2m=2.4J（2）W总=FS=5N×3×0.2m=3Jη= W有/ W总=2.4J/3J=80%（3）G动=3F-G物= 5N×3-12N =3NF1= （G物1+ G动）/3=（27N+3N）/3=10Nη= W有/ W总=Gh/FS=G/3F=27N/30N=90%。