初中物理功和机械能导学案(全部)
9-1:杠 杆(1)
【学习目标】
1.知道什么是杠杆,能从生活生产劳动中识别杠杆。2.能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂。2.能根据相关的实物画出杠杆示意图,会作力臂。(重点、难点) 【学法指导】合作交流
【学习过程】
一、自主学习
1、由教材P184页可知,在物理学中,将在 下,能绕固定点转动的硬棒叫 ,这个固定点叫 。
2、由教材P185页可知,使杠杆转动的力叫 (F),阻碍杠杆转动的力叫 (F),从12支点到动力作用线的垂直距离叫 (L),从支点到阻力作用线的垂直距离叫 1
(L)。 2
(注:在杠杆示意图中,动力和阻力是相对而言的)
二、合作学习
1、关于力臂下列说法中正确的是 ( )
A.力臂一定在杠杆上 B.动力作用线到支点的距离叫动力臂
阻力作用点到支点的距离叫阻力臂 D.力的作用线通过支点,这个力的力臂最长 C.
2、下列关于杠杆的说法中正确的是 ( )
A.杠杆一定是直棒 B.有些杠杆没有支点
C.杠杆越长使用时越省力 D.使用杠杆不一定都能省力(
3、下列几种用具中.在使用时不是利用杠杆原理的是( ) A.钳子 B.扳手 C. 弹簧测力计 D. 天平
4、下列各图中,O点为杠杆的支点,画出各力的力臂(标出L、L): 12
9-1 杠 杆(2)
【学习目标】
1. 探究出杠杆的平衡条件。(重点)2. 能根据一定的
对杠杆进行分类。3. 会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问
。
【学法指导】实验探究、合作交流
【学习过程】
一、重点回顾:作力臂
二、实验探究:杠杆平衡的条件
1、本实验应重视的考点:
1)如何调节螺母使杠杆平衡,_____________________________________________________
2)调平衡的目的_________________________________________________________________
3)进行多次实验的目的___________________________________________________________
2、教材实验P186:将实验数据填入#表格#。(1个钩码重0.5 N)
如图1,调节杠杆两端的平衡螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡。(为什么,)
左边 右边 O 次阻力距离 乘积 动力 距离 乘积
动力F 1数 /N L/cm F×L F/N L/cm F×L F22221111 阻力F 21
2
图1 3
实验数据,得出杠杆平衡条件为: 。 3、根据杠杆的平衡条件:F?L=F?L可知,当L>L时,F
F,这种杠杆为 杠杆,当L=L时,F=F,这种杠杆为 杠杆. 12121212
在教材188图10-5中,属于省力杠杆的是 。属于费力杠杆的是 。 三、合作学习
1、小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验:
(1)实验时,小明先调节杠杆在水平位置平衡,你认为这样做的好处是 _______________ 。 (2)小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左端后,又将弹簧测力计钩在杠杆A处的细线上(如图2所示).要使杠杆在水平位置平衡,且弹簧测力计的示数最小,则小华应沿 _________ 方向拉弹簧测力计.在此情况下,小华读出弹簧测力计示数为4.2N.小明和小华对实验数据分析后得到的结论是:在误差允许的范围内,动力×动力臂 = 阻力×阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理, ____________ ;简述理由:_______________________
_______________________________________________________________________________
2、如图3所示,杠杆处于平衡状态,每个钩码的质量相等,若在两端再加1个同样的钩码,杠杆能否保持平衡, ,若不能, 端将下沉,要使杠杆恢复平衡,可行的方法是( )
A F3
B O F 1
图3 图2 图4 A、左侧钩码向左移一格,右侧钩码不动 B、左侧钩码向左移一格,右侧钩码向右移一格 C、左侧钩码向右移一格,右侧钩码不动 D、左侧的钩码不动,右侧钩码向右移一格 3、如图4所示,杠杆B端挂一重物,在A端可施加如图示的三个力中的一个,要使杠杆平衡,在A端施加的最小的力是 。
4、研究杠杆平衡条件的实验中把杠杆支在支架上应调节 ,使杠杆 ,目的是 。下表是研究杠杆平衡条件的实验数据,根据平衡条件,在空白处填入适当的数值。
动力臂L 阻力F 阻力臂L 实验次数 动力F1122
1 6N 4cm 3cm 2 4N 3cm 2N
在图5中,要使杠杆平衡,F最少约为 ,图6中的拉力F与图5中的F相比较 121应该是F F 12
F1F 2
2N
图5 图6 6 5、有一根2米长的杠杆,左端挂80牛的重物,右端挂120牛的重物。要使杠杆平衡,支点应距右端多少米,
10-1:杠 杆(3)—巩固练习
【知识回顾】
1、杠杆的概念:在力的作用下绕固定点转动的硬棒。杠杆可以是直的,也可以是弯的。 2、杠杆的组成:一点(支点)、两力(动力、阻力)、两力臂(动力臂、阻力臂)。力臂的概念;支点到力的作用线的距离。
3、杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式:__________________________
4、杠杆的种类:省力杠杆(动力臂_________阻力臂),如钳子、铡刀等;费力杠杆(动力
__________阻力臂),如镊子、钓鱼杆等;等臂杠杆(动力臂________阻力臂)如定滑臂
轮、天平等。
5、应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择__________杠杆。当为了使用方便,省距离时,应选____________杠杆。要使杠杆平衡时的动力最小,应选____________杠杆,此时要求动力臂 ____。
【知识应用】
1、在下列各图中,属于省力杠杆的有( )
2、如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是 ( )
A(道钉撬 B. 火钳 C. 钢丝钳 D. 天平 3、跷跷板上一端坐一小孩,一端坐一大人,恰好平衡,则如下说法中正确的是( ) A、大人小孩一样重 B、大人小孩的力臂一样大
C、大人的力臂大 D、小孩的力臂大
4、如图1所示,一根一端粗一端细的木棒,用细线悬起来,刚好在水平处平衡,如果沿悬挂线锯成两段,则( )
A.粗端较重 B.细端较重 C.两端一样重 D.无法比较 5、如图2所示,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是( )
A(前臂是省力杠杆,阻力臂变大 B(前臂是省力杠杆,阻力臂变小 C(前臂是费力杠杆,阻力臂变大 D(前臂是费力杠杆,阻力臂变小
图1 图2 图3 6、如图3,杠杆AB可绕B点转动,在A端挂一重80牛的物体,并用细线系住A点.当AB保持水平,细线和AB成30?角时,拉细线的力F等于_________牛.(杠杆自重不计)
7、用杠杆撬起一块重1000牛顿的石块,如果动力臂长100厘米,阻力臂长10厘米,那么要用 __________牛顿的力就可以了.
8、如图4是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图,O是轮子的转轴,O'是箱体的重心。以O为支点,画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图。
9、画出图5中F的力臂l,并在A点画出阻力F的示意图。 112
图4 图5
10、如图6所示杠杆,可以绕固定点O自由转动,B端挂一重物, 要使杠杆平衡,在A端加的四个力中,最小的力是( )
11、要使图7中的杠杆平衡,在图中画出作用在A 点最小的力。
图6 图7 图8 12、(2009年昆明)如图8所示,重力不计的杠杆OAB,可绕O点在竖直平面内转动。重力为100N的物体挂在OA的中点处。已知OA=40cm,AB=30cm,OA垂直于AB,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡,且OA段处于水平位置,那么作用于B端的最小力的力臂等于 cm,最小力的大小等于 N。
13、一杠杆的动力臂与阻力臂之比为8:9,当杠杆平衡时,加在杠杆上的动力跟阻力之比为 ,此杠杆为 杠杆。
10-2:滑轮(1)
【学习目标】
能应用杠杆的平衡条件分析说明使用定滑轮不省力1.知道定滑轮、动滑轮的特点及作用。2.
和使用动滑轮省力的道理。(重点难点)
【学法指导】 注意杠杆平衡条件的运用;会分别对机械和重物作受力分析。 【学习过程】
一、自主学习
1、结合教材P191-192图10-14和图10-15内容,作出下图中绳子对重物的拉力的力臂,运用杠杆平衡的条件分析定滑轮不省力,而动滑轮省力的原因。
F2 F1 F1
F2
G G
定滑轮特点______________________ 动滑轮特点_______________________________
二、合作学习
1、关于滑轮,下列说法错误的是:
A、使用定滑轮能省一半的力,还能改变用力的方向。 B、定滑轮实质是个等臂杠杆。 C、使用定滑轮不省力,但能改变用力的方向。D、动滑轮实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆。 2、如图1所示,受到重力G=200N的物体,先后被两个不同
的滑轮匀速提起,不计滑轮重和摩擦,则所用的拉力分别为
F= N,F= N。 12
F1 3、如图2所示,用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在 F2 相同的水平面上做匀速直线运动,拉力分别为F、F、F, 123
比较它们的大小,其中正确的是 ( ) 图1 A(F=F=F B(F,F,F C(F,F,F D(F,F,F 123123132312
F2
G G
图2 图3 4、如图3中,滑轮是一个 ,如果物体在水平方向上做匀速直线运动,拉力F=10N,则物体所受摩擦力的大小为 ,若F人运动的速度是1M/S,则物体A运动的速度是 。
5、如右图,动滑轮的支点是______点,如果重物G=50N,动滑轮重10N,
绳子重及摩擦力不计,当重物G匀速上升时,拉力F=______N,如果绳子
自由端通过的距离是4m,,则重物G上升的高度是______m。
10-2:滑轮(2)
【学习目标】
1. 知道滑轮组的特点及作用(重点);2. 会判断滑轮组的省力情况(难点);3、能解决滑轮组的有关简单问题。
【学法指导】会分别对机械和重物作受力分析
【学习过程】
一、自主学习
结合图1和图2作如下分析:
1)承担物重的绳子股数: 1)承担物重的绳子股数:
n=_______ n=_______
2) 重物G上升的高度: 2) 重物G上升的高度: F h=_______ h=_______
3) 绳子自由端移动的距离: 3) 绳子自由端移动的距离:
S=______ S=______
4)重物上升的速度 : 4)重物上升的速度:
v绳=__________ v绳=__________
绳子自由端移动的速度 绳子自由端移动的速度
v物=_________ v物=_________ G
5)作用于绳子自由端的 5)作用于绳子自由端的
拉力F= 拉力F=
看教材192页可知,使用定滑轮能改变用力的方向,但不能 ;使用动滑轮能
。因此,常把定滑轮和动滑轮组合起来使用,实现既能省力有能改省力,但不能
变用力方向的目的。 和 组合在一起叫做滑轮组。 二、合作学习
1、在图1中按照要求组装下列滑轮组。(动滑轮自重不计)
?用G/2的力提起重物;?用G/3的力提起重物。(3)在图3中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。
图1 图2 图3 图4 2、用如图2所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,对绳子的拉力F应为 ( ) (不计滑轮重和摩擦) A.200N B.300N C.600N D.无法确定 3、如图5所示,用滑轮组匀速提升物体A时,测力计的示数为 N,如果不计滑轮重和摩擦,物体A的重力为 N。
F
图5 图6 图7
4、如图6所示,动滑轮重为50N,绳重和摩擦不计,人对绳子的拉力是260N,则物体的重是 N;若重物上升的高度是0.2m,则绳子自由端下降 m。 5、在水平桌面上放一个重为300N的物体,物体与桌面的摩擦力为60N,如图7所示,若不考虑绳的重力和滑轮的摩擦,移动物体时水平拉力F= N。
6、同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如下图所示,拉力分别为F、F、F,不记滑甲乙丙轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A.F,F,F B.F,F,F C.FF,F D.F,F,F 甲乙丙甲乙丙甲,乙丙甲乙丙7、如图所示:拉力F=50牛,若不计滑轮重及滑轮与
轴之间的摩擦,则物体与水平面之间的摩擦力是多
大?
8、按图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子旁
绕方法。图中G表示物重,G′表示动滑轮重,F 表
示人对绳子的拉力。(不计绳重及摩擦)
G,G' F= 2
G,G' F= 3
G,G' F= 4
10-3:做功了吗
【学习目标】1 .知道力学中的功的含义。2. 理解力学中做功的两个必要的因素。(重点)
会用功的计算式进行简单计算。(重点、难点) 3 .
【方法指导】认真阅读教材P195-197内容、注意理解做功的两个必要的因素。 【自主学习】
1、机械功:由教材P195可知,在使用简单机械时,省力的机械费 _____。省距离的机械费 __________。在物理学中,把
叫做机械功,简称 ______(W)。
2、做功的两个必备条件:
1)_______________________________________________________________________
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。)
3、功的计算:由教材P196可知,物理学中规定:功等于____________________________
_______________________。功的计算公式为:功, 。如果用________表示功,用__________表示力,用_________表示物体在力的方向上通过的距离,则功的计算公式可写成:_____________________
_________,距离的单位是__________,功的单位在国际单位制中,力的单位是
是 ,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦__________,1J,__________N?m 【合作学习】
1.大吊车起吊货物上升5米,是______力对______做了功。一块石头从悬崖边掉下,是______力对______做了功。
2. 用40牛的水平拉力将重为100牛的物体沿水平方向拉动3米,此过程中,重力所做的功是_____焦,拉力所做的功是______焦。
3(奥运会举重冠军杨霞在比赛时,第一阶段把100多千克的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3s,她举重时第 阶段对杠铃做了功。 4.全国足球联赛正在激烈地进行中,场上一名队员用600N的力,一脚把重约4N的足球踢了40m远,那么足球在空中飞行前进40m 的过程中,这名队员对足球做的功为( )
A. 0J B. 80J C. 12000J D. 12080J
5. 有一起重机,它将5000 N重的物体匀速提高6m(后又水平地移动4m,则钢丝绳对物体所做的功是 ( )
A(30000 J B. 20000 J C(50000 J D(10000 J 6.关于功,下列说法中正确的是( )
A(对物体做的功越多,物体受到的力一定越大
B(物体移动的距离越多,物体受到的力一定越大
C(力对物体做的功一定时,力越大,物体在力的方向上移动的距离也越大 D(以上说法都不对
7.在下列几种情况中,力对物体做了功的是( )
A(冰球在光滑的冰面上匀速滚动 B(小孩用力推箱子,箱子未被推动
C(学生背着书包站在匀速行驶的公共汽车上 D(清洁工把一捅水从地上拎起。 8. 以下事例中,重力做了功的是( )
A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动 9(在光滑的水平面上有一物体,用力拉这个物体沿直线运动了一段路程,拉力所做的功为 W;在粗糙的水平面上有另一物体,用相同的力拉这个物体沿直线运动了同样一段距离。拉1
力所做的功为W(则 ( ) 2
A(W=W B(W>W C(W记录的用甲、乙两球进行实验时的数据。分析表中数据可知:甲球的动能 (填“大于”、“小于”或“等于”);在质量和速度两个物理量中,对动能影响较大的是 。
小球碰撞物体物体A被推 小球 小球质量 A时的速度 动的距离 A
甲球 2m v s
乙球 m 2v 2s
10.如图所示是课本中研究__________________________________ ______________________________________实验的示意图。
1).松手让重物将小木桩打入沙中,木桩进入沙中越深,表明重物对
木桩做功越_____________.
2).比较(a)、(b)可以得到的结论是:____________________________. __________________________________________________________
3).比较(a)、(c)可以得到的结论是:____________________________. ________________________________________________________
4). 比较(a)、(b)、 (c)可以得到的结论是:___________________ __________________________________________________________
10-6:合理利用机械能(2) 巩固练习 1.跳高运动员越过横杆后向下落,下落过程中 能增大, 能减小。 2.运动员射箭时用力将弓拉开,在放开箭的瞬间,弓的 能转化为箭的 能,箭在空中向上飞行的过程中,箭的 能增大。
3.小孩从滑梯上匀速滑下,它的势能 ,动能 ,机械能 。 4.一架装满物品飞机在某以高度飞向灾区,在灾区上空将物品陆续空投下,在这个过程中,整个飞机的动能__________,势能___________,机械能__________。
5.一个沿竖直方向匀速上升的气球,它的动能_______,势能_______,机械能________。
6.跳伞运动员从空中匀速下落,人和伞的动能_______,重力势能_______,机械__________。 7.洒水车沿有坡度的街道下坡匀速行驶,将水洒向路面,在此过程中它的动能________,势能_________,这是因___________________________________________________________
8.托在手上的乒乓球有 能,当它离开手落向地板时, 能转化为 能。当它撞击地板时发生弹性形变, 能转化为 能。在它恢复原状过程中, 能转化为 能。它向上弹跳过程中 能转化为 能。 9.要研究重力势能的大小跟质量是否有关,应保持 不变,改变 ,比较做功的多少;?要研究重力势能的大小跟高度是否有关,应保持 不变,改变 ,比较做功的多少。
) 10.下列说法正确的是(
A、 静止的物体,它没有做功,不具有能量
B 、放在高处的物体具有的势能一定比放在低处的物体具有的势能大
C、 速度大的物体,具有的动能一定大
D、 运动的物体,一定具有能
( ) 11.下列过程中,属于动能转化为势能的是
A、风吹弯树枝的过程 B、跳高运动员在跳起的过程中
C、给玩具小汽车的发条上弦的过程中 D、屋檐下正落向地面的雨滴 12.某同学骑自行车上坡时,速度越来越慢,则车和人的 ( )
A(动能变大,重力势能变大 B(动能变小,重力势能变小
C(动能不变,重力势能不变 D(动能变小,重力势能变大 13.行使的摩托车以不变的速度冲上斜坡,它在上坡的过程中( )
,、动能逐渐减小,重力势能保持不变 ,、动能逐渐减小,重力势能逐渐增大 ,、动能保持不变,重力势能逐渐增大 ,、机械能保持不变。
14.两发飞行的炮弹,如果具有相同的机械能,则( )
A. 它们的质量一定相等 B. 它们的速度一定相等
C. 它们的高度一定相等 D. 它们具有的动能和势能之和一定相等 15.如图1所示,电动小车沿斜面从A匀速运动到B,则在这个过程中小车 A(动能减少,重力势能增加,总机械能不变B(动能增加,重力势能减少,总机械能不变 C(动能不变,重力势能增加,总机械能不变D(动能不变,重力势能增加,总机械能增加
图1 图2
16.如图2所示,骑自行车上坡前,往往要用力紧蹬几下脚踏板,这是为了( ) A. 减少自行车所受阻力 B. 增大自行车的惯性
C. 增大自行车的动能 D. 增大自行车的势能
17.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭。关于门在自动关
闭过程中能的转化的下列说法,正确的是( )
A. 弹簧的弹性势能转化为门的动能 B. 门的动能转化为弹簧的弹性势能 C. 门的势能转化为弹簧的动能 D. 弹簧的动能转化为门的势能
,物体从光滑斜而的顶端滑至底端的过程中,如图所示,它的能量变化是( ) 18.如图3
A. 动能转化重力势能 B. 重力势能转化为动能
C. 动能不变,机械能减少 D. 动能增加,机械能减少
19.一小孩从公园中的滑梯上加速滑下(如图4所示),对于其机械能的变化情况,下列说法中正确的是( )
A(重力势能减小,动能不变,机械能减小 B(重力势能减小,动能增加,机械能减小 C(重力势能减小,动能增加,机械能增加 D(重力势能减小,动能增加,机械能不变 20.将球竖直向上抛出,在它上升过程中,如不计空气阻力,则它的
A. 动能减小,重力势能增加,机械能增加 B. 动能减小,重力势能增加,机械能不变 C. 动能不变,重力势能增加,机械能不变 D. 动能减小,重力势能增加,机械能减小
图3 图4 图5 21.如图5所示,置于斜面顶端a的物体,分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三个位置时,若不计摩擦和空气阻力,则比较它们动能的大小,正确的是
A. b点的动能大 B. c点的动能大
C. d点的动能大 D.三点的动能一样大
22.如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任
务。图是某轻轨车站的设计
示意图,该图表明与站台前后
连接的轨道都有一个小坡度。这种设计可以节能的理由为:进
站时将__________转化为__________能“储藏”起来;出站时
将___________能转化为_________能“释放”出来,达到节约
能源的目
23.如图所示,在“研究物体动能和哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从
h,h,hm,m,m,h,h,hABCABCACB同一装置的高处滚下(),推动纸盒运动一段距离后静止。
(1)要研究动能与质量的关系,我们应选择 __________两图来进行比较。
(2)从图中可以看出A、B、C三个小球刚到达水平面
时, 球的动能最大。
(3 ) 此实验得出的结论是
_______________________________________________