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第十章机械与人10.1 科学探究:杠杆平衡条件导学案(1)
学习目标
1.通过观察、体验建立杠杆概念2.知道杠杆五要素3.会画杠杆示意图
重点难:杠杆的五要素 画力臂 探究杠杆的平衡条件;把实物抽象成杠杆 理解力臂的概念
【自主学习 】
探究知识点一:杠杆的基本概念
(一)、杠杆 思考:如何用一根硬棒撬起一块很重的石头?
1、杠杆定义: 。
说明:从杠杆概念可看出,杠杆是“硬棒”,即杠杆使用时不应发生________________,因此绳子____________(填“不”或“也”)可以作为杠杆使用。
2、联系生活中用的跷跷板、压水井、羊角锤等工具,思考它们在使用的过程中有什么共同点? ⑴都是___棒 ⑵工作过程中都在________,转动过程中只有一点_____。
3、总结杠杆的定义:在____作用下能绕________转动的硬棒,就是杠杆。
(二)、杠杆的五要素
1、以使用杠杆撬石头为例,找到杠杆的五要素: (可能会有两种答案)
2、五要素:
支点: 用符号 表示;
动力: 用符号 表示; 阻力: 用符号 表示;
动力臂: 用符号 表示;阻力臂: 用符号 表示;
3、生活中的杠杆实例: 。
探究知识点二:力臂的画法
1、力臂的画法,先明确_ __________,再作出使杠杆转动的力和阻碍杠杆转动的力,即___________力和_________力,要注意,这两个力都是杠杆受到的力,作用点就都应在__________上;再由支点向这两个力的作用线作_______线,分别标志出________到两个垂足的距离,即为_____________和 ________________。做到由浅入深,循序渐进。
2、画力臂的步骤:“一找点,二画线,三作垂线,四标注”
1) 确定支点2)确定力的作用线3)过支点到力的作用线作垂线4)标垂足,定力臂
※ 强调注意:
1)力臂是支点到垂足的距离,不是支点到作用点的距离,因此力臂不一定在杠杆上。
2)力的作用线是一条直线,没有方向。
3)作图细节方面:力臂,力的作用线用虚线表示,且力臂的长度应该用大括号标记;垂直的地方应有垂足;支点处用 标记;5个名词 必须用正确的字母表示。
例题1.
例题2.
【展示交流】
1.1)如图1是用螺丝刀撬图钉的示意图,画出动力杠杆示意图;2).如图2用杠杆吊起重物的情景,O是支点,请画出杠杆示意图。3).图3画出物体A所受重力的杠杆示意图.
2.1)画出图1中杠杆示意图2).图2示,铡刀工作时的动力F1,O为支点。请在图中作出动力臂L1和铡刀受到的阻力3).用钓鱼竿钓鱼的示意图如图3所示,O为支点,F1是手对鱼竿的作用力,请画出:(1)鱼线对钓鱼竿拉力F2的示意图;(2)F1的力臂。
3.1)如图1轻杆A端挂重物,OA在绳子拉力作用下保持平衡,画出绳对A点的拉力及力臂。2).在图2、图3中画出各力的力臂。
4.1)画出图1中动力F1的力臂L1.2).如图2所示,F1是作用在抽水机手柄A点的动力,O为支点,请在图中画出F1的力臂l1。3)、如下图所示的杠杆,请画出杠杆的动力臂和阻力臂.
5、画出图中的力臂。
6.画出图中各力的力臂
7、画出图中的力的作用点和作用线。
8、
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第十章机械与人10.1 科学探究:杠杆平衡条件导学案(2)
学习目标
1.知道杠杆平衡含义,能用实验探究杠杆平衡条件,通过观察和实验,理解杠杆平衡条件。
2.知道杠杆的三类,知道杠杆省力和省距离的原因。
3.能认识生活中常见的杠杆类工具,并归类。
【自主学习】
探究知识点一::杠杆的平衡条件
1、什么是杠杆的平衡状态?杠杆的平衡是指杠杆处于 或者
2、猜想:杠杆的平衡可能与哪些因素有关
3、实验设计1)所需器材: , ,
2)研究杠杆平衡条件的实验:实验时,应注意以下几点:调节杠杆自身,使它静止时处于水平位置,每次都要求杠杆静止时处于水平位置,这样力臂的数值就能杠杆上直接读出;
3)实验步骤:
1.调节杠杆在水平位置平衡。 (注意:左右两端平衡螺母都往_______处调。)
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码,用弹簧测力计在杠杆右侧竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,记下弹簧测力计示数F1,钩码对杠杆的拉力F2是阻力。
3. 只改变钩码数量(即只改变F2)或只改变钩码的位置(即只改变l2),或只改变弹簧测力计的位置(即只改变l1),分别观察弹簧测力计的示数变化,得出三组数据,记录在表格中:
4)需要测量的量: , , , 。
5)记录数据的表格:
试验次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1
2
3
分析比较表中数据,得到结论:杠杆的平衡条件也叫做杠杆原理:
数学表达式: 。
2)典型例题:
1、如图所示,能够使杠杆平衡的最小的力是() A 、 F1 B、 F2 C 、 F3 D 、无法确定
根据杠杆平衡条件,求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题。
2、如上图所示,当弹簧测力计斜着拉的话,拉力如何变化
探究知识点二:杠杆的的应用和分类
杠杆可分为三类:
1、省力杠杆:力臂关系 力的关系 , 省距离?
实例:
2、费力杠杆:力臂关系 力的关系 , 省距离?
实例:
3、等臂杠杆:力臂关系 力的关系 , 省距离?
实例:
典型例题:1.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 、 。
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (变大/变小/不变) ,其原因是 。
(4)在如右下图所示的装置中,每个钩码重1N(杠杆上每格等距,杠杆自重不计),要使杠杆在水平位置平衡,小张在A处应挂 个1N重的钩码,而邻组的小强在B处施加一个竖直方向的力,也使杠杆在水平位置平衡,则这个力的方向应 ,大小为 N。
(5)张强同学的实验记录如下表格所示,杨明同学对其进行了评估:
这三组数据中,实验序号为_____的一组数据肯定是错误的。
经检查后,发现是测量动力臂时读错了数,动力臂应该是________m.
改正错误后,得出杠杆的平衡条件是:________________________(用公式表示)。
【课堂展示1】
1、小明同学探究杠杆平衡条件:
(1)实验前没有挂钩码时,小明发现杠杆右端下倾,则应将左端的平衡螺母向 调,使杠杆在水平位置平衡;这样做的目的是 ;____________________________________________.
(2)三次实验数据记录表格如下:
实验序号 动力F1(牛) 动力臂L1(厘米) 阻力F2(牛) 阻力臂L2(厘米)
1 2 4 2 4
2 4 6 3 8
3 8 4 6
①小明用如图甲所示进行第3次实验,弹簧测力计的所示如图乙所示,则动力F1= N
②分析三次实验数据,发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大,检测弹簧测力计发现完好无损,原因可能是 。
(3)小明通过实验探究,得出了杠杆平衡条件,内容为__________________________.
2.如右图3所示,轻质杠杆支点为O,在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码,每一个钩码的质量相等,杠杆恰好在水平位置平衡,如果两边各拿走一个钩码,杠杆将 ( )
A.仍保持平衡并静止 B.不平衡,顺时针转动C.不平衡,逆时针方向转动 D.匀速转动
1、以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况:
⑴在进行实验时,应先调节杠杆使它在 位置静止,在这一位置静止的好处是 。若杠杆被支起后,左端高右端低,则应进行的操作是 。
⑵小丽在实验时,忘了一部分数据的记录,请你帮助完成下表:
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2 0.01 1
2 0.03 4 0.06
⑶实验时,老师只给小丽10个相同的钩码,当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时,则为使杠杆平衡,小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码? ;
⑷当小宇在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡,读出测力计的示数,并从杠杆上直接读出对应的力臂,结果发现:动力×动力臂≠阻力×阻力臂,于是小宇说,杠杆平衡条件在此种情况不成立,你知道其中的原因吗? 。
3、(2010恩施)如图所示,把一根质量是2kg且质量均匀分布的木棒AOB从O点悬挂(AO=3OB),当在B端挂一个重物时,木棒恰在水平位置平衡。求此重物的质量是多少?
4、 (2010义乌).某科学兴趣小组利用硬棒(质量一可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示,在 C 处挂一待测物体 B ,当重为 8 牛的物体 A 挂在 D 处时,硬棒在水平位置平衡,用刻度尺测得 OC 为 6 厘米, OD 为 18 厘米。
( 1 )此时物体 B 的重力是多少牛?
( 2 )保持 O 点位置和物体 A 的重力不变,在 C 处挂上不同重力的物体,移动物体 A 的位置,使硬棒在水平位置平衡,分别在 OE 上标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀?请说明理由。
5.如图所示,用一根木棒撬大石头,没有撬动,为了撬动大石头,应将垫在木棒下的小石块向_____移动,这实质上是增大了___ __,同时又减小了____ _.
6、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时,分别得到下面两组数据和结论。
他们在交流时,甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些?
甲 组 乙 组
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 4 5 5 4 7 4 2 14
2 3 4 4 3 6 4 8 3
3 4 5 2 10
结论 动力+ 动力臂=阻力+阻力臂 动力* 动力臂=阻力*阻力臂
甲组产生错误的原因: 。
7.在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。他们经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
4 5 5 4
于是,他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?
8.图8-17中,OB为轻质杠杆,OA=60cm,AB=20cm。在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物,要使杠杆在水平位置上平衡,在A点加一个多大的竖直向上的拉力?
【课堂展示2】
1.图5中属费力杠杆的是
2.如图8所示,一名同学在做俯卧撑,如果把人的躯干看作一个杠杆,这是一个________(填“省力”或“费力”)杠杆,该杠杆的支点是________(填图中字母)。
3.为使杠杆ON在图9位置能保持静止,需在M点施加一个力F.画出物体A对杆的拉力的力臂和在M点对杆的最小拉力F的示意图;
4.如图10所示,把一根质量是2kg且质量均匀分布的木棒AOB从O点悬挂(AO=3OB),当在B端挂一个重物时,木棒恰在水平位置平衡。求此重物的质量是多少?
5、钓鱼杆、铡刀、筷子、啤酒瓶起子中属于省力杠杆的是 。
6、下列所给的装置中属于费力杠杆的是( ) A、用锨除土 B、手推车 C、剪铁用的剪刀 D、夹煤球的夹子
7.一根木棍,在其重心处将其吊起,恰好处于水平平衡(如左下图),若从重心处切断,那么左端质量______右端质量.
8、如图所示,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,要使杠杆恢复平衡,可行的方法是( )
A左侧的钩码向左移一格,左侧的钩码不动B左侧的钩码向左移一格,右侧钩码向右移一格
C左侧的钩码向左移一格,右侧的钩码不动 D左侧的钩码不动,右侧钩码向右移一格
9.列车上有出售食品的手推车(如图),若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可视为杠杆,支点是______(写出字母);当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,这时支点是______,此时手推车可以视为______力杠杆.
10.在左下图中画出杠杆平衡时作用在B点最小的力和这个力的力臂(O为支点).
11.有一均匀圆柱体放在水平地面上如右上图所示,靠在台阶边,为了使它滚上这个台阶,在圆柱体边缘上哪一点、沿什么方向施力才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面 在图上标出这一点,并画出此力的方向和力臂.
12、一粗细不均匀的木棒放在水平地面上,若轻轻抬起粗的一端,用的力为40牛,若轻轻抬起细的一端,用的力为10牛,则此木棒重为( )
A、30牛 B、50牛 C、400牛 D、25牛
13、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
14、均匀木条AOB形状如图所示,已知AO=OB,在O点系一线悬挂起来,使AO段
处于水平后放手,放手后( )
A、木条保持静止状态 B、木条A端下降 C、木条B端下降 D、条件不足无法判断
15.如图所示,重为9 N的物体挂在B处,O为支点,要想使杠杆保持水平平衡,在A处施加的最小的力是__ ___N,方向 .
16、如图所示,杠杆B端挂一重物,在A端可加图示的四个力中的一个,要 使杠杆平衡,在A端加的最小的力是 牛。
17.如图所示,把一根均匀的米尺,在中点O支起,两端各挂四个钩码和两个钩码,恰好使米尺平衡,按下列方式增减钩码或移动钩码,下列几种方式仍能保持米尺平衡的是
A.两边各加一个钩码B.两边钩码各向外移动一格C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格D.左右两边的钩码各减少一个
18、一支刻度准确的杆秤,若换了质量较小的秤砣,用它来称量物体质量的结果:( )
19.如图8-11所示,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以O为支点.杠杆的左端挂有物体M,支点右边的A处挂钩码,杠杆平衡.若将支点移到B点,要使杠杆重新平衡,在A点应挂 个相同的钩码。
20.如图8-12所示,AB为一根质量不计的细棒,用绳在O处吊起,当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的质量为10kg,则乙的质量为 kg.
21.工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图8-16),这是什么道理?
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10.2滑轮及其应用导学案
学习目标
1.通过观察分析能区分定滑轮与动滑轮
2.能说出定滑轮、动滑轮的特点、作用
3.会用杠杆平衡条件分析定滑轮与动滑轮特点
4.会分析动滑轮及滑轮组的省力情况,并能进行有关计算
【自主学习】
1、观察与思考:怎样才能连续提升重物?玩过风车吗?看到连续转动的风车,你是否收到启发?
2、许多杠杆组合在一起,连续不断提升重物,这样就制成了一个圆盘,为了圆盘转动更灵活,人们给圆盘又安装了轴,这就制成了我们所见到的滑轮。
3、滑轮的本质是变形的 。
4、使用过程中,滑轮的位置固定不动,这样的滑轮叫 滑轮;使用过程中,滑轮随物体一起运动,这样的滑轮叫 滑轮。
5、你知道周围哪里应用到滑轮吗?
探究一:认识定滑轮
学生活动1:观察比较:记录实验数据及现象
1、钩码G= 1 N
2、提升重物时弹簧测力计的读数F=______N,与钩码重力(G)进行比较,F G(>、<、=)
3、拉力的方向与钩码的运动的方向________(相同、不同)
4、以桌面为参照的图1 中的滑轮________运动。(填“是”或“否”)
对于上述实验得出的结果分析: 使用定滑轮提起重物,沿不同方向拉力的大小都相同,都等于物体的重量。即使用定滑轮不能 ,但可以改变拉力的 。
回忆杠杆的五个要素,找出定滑轮支点,确定其动力臂和阻力臂的大小关系。请学生根据以上分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小不变。
得出结论:定滑轮实质是一个 杠杆。
探究二:认识动滑轮
学生活动1:观察比较:记录实验数据及现象
1、钩码G= 1 N
2、读出弹簧测力计的读数F=______与钩码重力(G)进行比较,F G(>、<、=)
3、拉力的方向与钩码的运动的方向________(相同、不同)
4、以桌面为参照的图1 中的滑轮________运动。(填“是”或“否”)
对于上述实验得出的结果分析:
找出动滑轮的支点,强调这是一个瞬时支点,拉力的方向一定要竖直向上,确定其动力臂和阻力臂,并比较其的大小关系。(动力臂是阻力臂的 倍)
因此:使用动滑轮能省 ,但不能改变动力的 。
动滑轮的实质是 的杠杆。
探究三:滑轮组
为了既省力又改变力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。 观察探究实验,将实验数据记录在表格中。
滑轮组的组合方法:组装口诀:奇从动(奇动),偶从定,从里向外绕。
1)奇数滑轮只有一种组合方式:绳子固定端只能接在少数滑轮上
2)绳子自由端移动的距离和物体移动的距离h之间存在的关系:
S=h
3) 滑轮组用几股绳子吊起物体,将物体提升所用的力就是物重的几分之一。即F =G/ n
F=1/n(G物+G动)
4)偶数滑轮组的两种组合方式
n 省力情况
上接法 滑轮个数 较省力,能改变用力方向
下接法 滑轮个数+1 最省力,不能改变用力方向
说明:确定n的两种方式:
1)直接在图上数,首先找到动滑轮,然后数出提(拉)着动滑轮的绳子股数;
2)计算: n =G/ F
【课堂展示】
1、一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图7所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。
如果汽车的重力为10000N,汽车所受阻力为800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ,乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ,其中比较省力的是 图。(绳与滑轮间的摩擦不计)
2、如图,利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重都是60N,则:
(1)不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦,拉力F甲、F乙分别是多少?
(2)如果物体被提升了2m,则绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少?
3、如图物体重10N,且处于静止状态。该滑轮是___滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为____N。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3,则它们的大小关系是F1___F2___F3。这证明使用定滑轮不能改变力的___,只能改变力的____。
4、用“一动、一定”组成的滑轮组来匀速提升重物时,所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较,最多可省 ( )
A.1/3的力 B.1/2的力 C.2/3的力 D.3/4 的力
5、如图1所示用滑轮使物体沿水平地面做匀速直线运动,已知物重为40 N,它受到的摩擦力为10 N,则所用的拉力是 N。(不计动滑轮重与摩擦)
6、如图2所示,在水平地面上的物体A在拉力F的作用下向左匀速运动,已知物体A受到的摩擦力为30 N,GN=100 N,则绳子对A的拉力F′= N,作用在绳子自由端的力
F= N
。 (图3)
(图1) (图2)
7、用如图(3)所示的滑轮组提升物体,以及已知物体重200牛,物体匀速上升1米,不计滑轮组重及摩擦,则:( )
A.拉力为80牛 B.拉力为40牛; C.绳的自由端拉出4米 D. 绳的自由端拉出1米。
8、一根绳子能承受的最大拉力是1000牛,重物是3200牛。问选用什么样的滑轮组才能方便的将物体提升到高处?(不记滑轮、绳子重及摩擦)
9.如图所示,每个钩码的质量是50g,滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动,那么滑块A受到的摩擦力是 ( )
A.2.94 N B.1.96 N C.0.98 N D.0.49 N
10.如图所示,物体做匀速直线运动,拉力F=60牛,则物体受到的摩擦力是 ( )
A.60牛 B.120牛 C.20牛 D.180牛
11.下列关于简单机械的理解,正确的是:
A、吃饭时,筷子是个省力杠杆 B、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
C、使用杠杆,就是为了省力 D、使用定滑轮不省力,但可以省距离
12.一人站在二楼阳台上,要将楼下700N的重物拉上来,绳子的最大承重是300N,应怎样设计滑轮组,能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计) 请画出滑轮组。
13.如图4所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N,每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为 N。拉力F为 N时,恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为 _____m/s。
14.如图所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,用这个滑轮组提升重为300牛的重物(忽略滑轮组和绳子重及摩擦)
在图甲上画出当动力F=150牛时绳子绕法;
在图乙上画出当动力F=100牛时绳子的绕法
15、如图,用滑轮组匀速提起重为G的重物时,若滑轮重和摩擦不计,所用拉力和重力的关系
F1= ;F2= ;F3= ;F4= 。
16、要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。
17、一位同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组提升重物,已知物重为1000N,而绳子最多只能承受400N的拉力,请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。
18、如图,用动滑轮提升重物G,不计绳重及绳与滑轮间摩擦,动滑轮重5N,弹簧秤示数30N,重物上升0.6m,则拉力F= N,重物G= N,绳子拉上的距离S= m。
19、如图所示,物体A重60N,当滑轮在力F的作用下,以0.4m/s的速度匀速上升时,物体A的速度为 ,F的大小为 。(不计滑轮重及摩擦)。
20、如图所示的滑轮组,如果不计轮重、绳重及有害的摩擦,物体重为G,则F= ,如果物体上升的高度为h,则绳子的自由端上升的高度为 ,如果绳子末端匀速上升的速度为1.5m/s,则物体匀速上升的速度为 。
21、站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
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10.3做功了吗导学案
学习目标:
1、 结合实例知道机械功的概念。能用实例解释机械功的含义
2、 知道功包含两个必要因素,能识别怎样才算做功;
3、 理解功的计算公式,能利用公式进行简单计算。
学习要点:做功的两个必要因素
【自主学习】
活动1:怎样才叫做功?
1、请思考:课本图9-22(a)和(b),它们有什么共同点?
例题:如图所示:将重物为G 的物体提高到h高处,(不考虑G动和f)
(1)用动滑轮时,拉力F= G,拉力作用点移动的距离S=____h.
(2) 用滑轮组时,F= G,S= h.
(3) 既 力又 距离的 简单机械是没有的。
【点拨】拉力F是物重的一半,拉力上升的距离s是重物上升高度h的两倍。如果把拉力F与上升距离s相乘,正好等于物重G与物体上升高度h的乘积,即Fs=Gh。后来又发现使用其它机械也是如此。于是人们认识到,力和物体在力的方向上移动的距离的乘积,是一个有意义的物理量。
2、通过以上分析,你认为一个物体对另一个物体做功的必备条件是什么?你还能举出其它类似的例子吗? 图9-22(c)中,小孩对汽车做功了吗?为什么?
活动2:力对物体做功了吗?
1、下列哪种情况力对物体做了功?哪种情况力对物体没有做功?为什么?
(1)人搬石头,但没有搬动
(2)人将油桶推到仓库里
(3)举重运动员把杠铃举起来
(4) 举重运动员把杠铃举在空中,停留了5秒钟
(5) 人提着水桶水平前进
(6) 冰块在光滑的冰面上匀速滑动 通过以上实例,你能总结出做功为零的三种情况吗?
2.你能另外再举例说明不做功的情况吗?
(1)
(2)
(3)
3. 小结:你认为一个物体对另一个物体做功的必备条件(或必备要素)是:(1)作用在物体上的 (2)物体在 的方向上通过的 。
4、你如何理解“在力的方向上通过的距离”这句话?
活动3:怎样测算功?
(1)看书自学165页,完成下面内容:
物理学中规定,把 和 的乘积 叫做机械功,简称 。即功= ,用公式表示W= 。其中W表示 ,单位是 ;F表示 ,单位是 ;S表示 ,单位是 。
(2)估算一下,用手匀速托起两个鸡蛋升高1米,手对鸡蛋做的功大约是多少?(两个鸡蛋约为100g,重约1N) 把你的物理课本从地上捡起来,放在课桌上,你做的功大约是多少?
(3)在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m,如图1所示,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?
小结:你认为功的计算需要注意哪些问题?
例题、口答下列问题:
(1)当你端着一盆水不动时,你累吗?你有没有做功?为什么?
(2)当你使劲地用力拉(固定在地面上的)讲台,讲台移动了吗?你做功了吗?
(3)叉车举起货物,做功了吗?
(4)人提水桶沿水平地面前进时,提力有没有做功,为什么?
【展示交流】
1、一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m,在此过程中,汽车牵引力做功8×104J。试问汽车的牵引力是多大?
2、(2011临沂)下图所示的过程中,人对物体做功的是( )
3.某人乘坐出租车在平直公路上匀速行驶,出租车的牵引力为3×103 N,图12—1—5为他乘车到达目的地时的车费发票,
求:(1)出租车行驶的时间;
(2)出租车行驶的速度;
(3)出租车在这段时间内所做的功。
4、(2011广安)在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
5.从湖底捞起一块重2548N的花岗岩石块,做了31360 J的功。该处湖深多少米?(花岗岩密度是2.6×103 kg/m3)
6.如图12—1—4中,( 1 ) ( a )图中小朋友用力推车,虽然累得满头大汗,可是车却一动不动.请在(b )图中画出小车在水平方向上的受力示意图.( 2 ) ( a )图中,小孩是劳而无“功”,那么你认为(c)图中小鸟做功了吗?_ _ _ _ _ _ _ _ .
7.一个质量是为50kg的人从一楼走上三楼,他克服重力做的功大约是 J。
8.如图12—1—6(甲)所示,小华同学用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L,则小华对木箱所做的功W1 = 。小莉同学沿如图12—1—6(乙)所示的斜面用同样大小的力F拉着同样的木箱在力的方向上也运动了距离L,小莉对木箱所做的功为W2。则W2 W1(填“>”“<”或“=”)。
9.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它。工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是 ( )
A.甲方法不可以省力,但能省功 B.甲方法可以省力,也能省功C.乙方法可以省力,但不能省功 D.乙方法可以省力,也能省功
10.如图所示,甲、乙两人将两包水泥从一楼抬上三楼,甲在前,乙在后,水泥挂在木棒的位置离甲较远,离乙较近(木棒的质量不计)。甲、乙两人对水泥所做的功分别为、,则 A. B. C. D.无法确定
11.水桶内装有体积为1.9×10-2 m3的饮用水,张力同学为班级的饮水机换水,他拉着水桶在水平地面上匀速前进了100m,然后匀速提起水桶放到1m高的饮水机上(水桶的质量不计)。求:
(1)桶中水的质量。
(2)张力同学所做的功。(g = 10N/kg)
12、起重机吊900的货物沿水平方向匀速移动10m,如图,则起重机钢丝绳的拉力对货物做的功是__________J。
13.如图12—1—9所示,物体G所受到的重力大小为40N。
(1)在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m,求拉力F1在这一过程中对物体所做的功。
(2)若将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m,此时拉力F2的大小恰为20N,求拉力F2在这一过程中对物体所做的功。
(3)比较上述两种情况,你能得出什么结论?
14.春季运动会上,李时同学在中学男子5kg级铅球项目中打破了我市14.8m的纪录,创造了15.0的新纪录,若他破纪录的一掷,用的力是500N,则他对铅球做的功是 ( )
A 750 J B 7400 J C 7500 J D条件不足,无法判断
15. 在水平地面上,用60N的水平拉力拉重100N的木箱,使木箱沿水平方向前进了5m,拉力做功等于__________J,重力做功等于____________J。
16. 小明家住2楼,正在装修房子,小明想用滑轮组,站在地面上用较省力的方法将装修材料运到2楼窗口处。
(1)请帮小明组装滑轮组。
(2) 若装修材料G=600N,把它运到h=4m的2楼窗口处,小明做多少功(不计G动与f绳重)
17. 在学校跳绳比赛中,王红同学1min跳了120次,每次跳起的高度约为5cm,已知她的质量是40kg,王红同学跳绳时共做了多少功?
18. 甲乙两质量相同的物体,用起重机将甲以1m/s的速度匀速提升10m,再将乙以2m/s的速度匀速提升10m,则说法正确的是 ( )
A.两次做功一样多 B.对甲做功多 C. 对乙做功多 D. 无法确定
19.在下述的情况中,正确的是 ( )①乘电梯上楼的人克服重力做了功②沿楼梯走上楼的人克服重力做了功③头顶重物在水平道路上行走的人克服重力做了功④工人推车在平直道路上前进,工人对车做了功
A.①②正确 B.②③正确 C.③④正确 D.②④正确
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10.4做功的快慢导学案
学习目标
1、知道功率的概念,能用类比的方法得出功率的概念; 2、知道功率单位的含义,并能形成具体的概念; 3、能解决简单的功率问题。 学习重点:功率的概念 学习难点:功率的单位
自主学习:
阅读课本199—201页
做功也是有快慢的:
比较图10-29可知: 相同, 越 ,做功越快;
比较图10-30可知: 相同, 越 ,做功越快;
2、要比较物体做功的快慢,必须考虑两个因素:其一是: ;其二是 。
3、根据比较物体运动快慢的第(3)种方法,我们可以用单位 内物体 来表示物体做功的快慢。这个物理概念称为 ,用符号 表示。
4、功率的物理意义:表示 的物理量。
5、公式:仿照速度的含义与公式,则计算功率大小的公式可写作(用汉字表示): ,用符号表示为: 。
6、单位:在国际单位制中,功率的单位是由功的单位和时间的单位组合而成的,根据功率的计算公式,可知功率的单位为 ,符号表示为 。后人为了纪念物理学家瓦特,用他的名字命名功率单位,即 ,简称 ,用符号 表示,也就是1 =1 。常用的功率单位还有 ,1KW= W。
说明:P=W/t=FV
『例题1』关于功率,下列说法正确的是( )
A 做功多的机器,功率一定大 B 做功时间短,功率一定大
C 做相同的功,所用时间短的,功率一定大 D 省力多的机械功率大
『例题2』一辆大型运输车,质量为30吨,在平直公路上匀速前进,若车受到的阻力为车重的,前进300米所用时间为30秒,则
(1)车行驶时需要多大的牵引力?
(2)这一过程中车需要做多少功?
(3)运输车的功率是多少?(取g=10N/Kg)
【课堂展示】
1、使用机械做功时,下面说法正确的是( )
A 功率大的机器一定比功率小的机器做功多B 功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少
C 功率小的机器一定比功率大的机器做功慢D 以上说法都不对
2、如图所示,小刚用300N的力匀速竖直向上提升质量为50kg的重物,在10s内把物体提升了1m(不计绳重及摩擦)。
(1)克服物体的重力做功多少?
(2)拉力做功多少?
(3)拉力的功率是多少?
3、一台洗衣机的功率为350W,表示这台洗衣机在正常工作时1s时间内做功 J,则2s做功 。
4、耕地的拖拉机的功率是2.4KW,它在行驶时受到的平均阻力为8000N,则它匀速前进300m的路程,(1)做了多少功?(2)所用的时间是多少?
5.举重运动员在3 s内把1500 N的杠铃举高到1.8 m,他对杠铃做了_____J的功,功率是_____W,若举在空中停了3 s,则这个过程做了_____J的功,功率是_____W。 ☆
6、重为100N的物体放在水平地面上,在20N的水平拉力F作用下,以0.2m/s的速度做匀速直线运动,求:
(1)拉力在5s内对物体做的功; (2)拉力F的功率;
(3)若将物体在5秒内举高5米,则克服重力做了多少功?功率为多少?
7、初二物理兴趣小组同学学习了功率知识后,进行了“比一比谁上楼的功率大”的比赛.其中某同学从一楼跑到三楼用了10s,则他上楼过程中的功率大约是( )
A.3W B.30W C.300W D.3000W
8、用一台水泵把50m3的水提升到距水面30m的水箱,水泵需做多少功?若完成这些功1 h,这台水泵的功率是多少瓦?合多少千瓦? (取=10N/kg)
9.举重运动员在3 s内把1500 N的杠铃举高到1.8 m,他对杠铃做了_____J的功,功率是_____W,若举在空中停了3 s,则这个过程做了_____J的功,功率是_____W。
10、正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5W,那么在一天的时间内心脏做功多少?这些功可把质量为60Kg的人匀速举高多少米?
11、甲、乙、丙三辆汽车用相同大小的牵引力和速度行驶,甲沿上坡路行驶,乙沿水平路行驶,丙沿下坡路行驶,行驶相同的时间,下列说法中正确的是( )
A 甲车的功率最大 B乙车功率最大 C 丙车功率最大 D 三辆车的功率一样大
12、钟内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高50cm。小明身体可视为杠杆,O为支点,A′为重心,OA=1m,B到O点的距离OB=1.5m。求: (1)地面对手的支持力;
(2)若每个手掌的面积为0.016m2,求双手对地面的压强; (3)1min内小明所做的功; (4)小明做功的功率。
13、小明和爸爸从一楼到三楼进行爬楼比赛,已知小明和爸爸的重力之比为5:6,所用时间之比为9:10,则小明和爸爸爬楼的功率之比是( ) A 25:27 B 6:5 C 10:9 D 27:25
14、重为100N的物体放在水平地面上,在20N的水平拉力F作用下,以0.2m/s的速度做匀速直线运动,求:
(1)拉力在5s内对物体做的功;
(2)拉力F的功率;
(3)若将物体在5秒内举高5米,则克服重力做了多少功?功率为多少?
15、甲、乙两人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们俩人( )
A 做的功相同,但甲的功率较大 B 做的功相同,功率也相同 C 甲做的功较多,但功率相同 D 甲做的功较多,功率也较大
16、甲、乙两人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们俩人( )
A 做的功相同,但甲的功率较大 B 做的功相同,功率也相同
C 甲做的功较多,但功率相同 D 甲做的功较多,功率也较大
17、汽车在水平公路上做匀速直线运动,功率为22050W不变,当牵引力是8820N时,它的速度最大是多少?当牵引力是2205N,速度是5m/s时,它的实际功率是多少?
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10.5提高机械的效率导学案(1)
【学习目标】
1、通过实验探究和讨论,知道什么是有用功、额外功和总功。
2、知道机械效率是描述做功效率的物理量。
3、掌握机械效率的概念,会计算某种简单机械的机械效率。
4、能设计实验,测定某种简单机械的机械效率。
5、知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。
【重难点】机械效率的概念和有关计算。测机械效率及知道提高机械效率的方法。
【自主学习】
活动一、解剖做功过程中的有效性
假设:在我们学校旁有一座私人住宅正在建造中,现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看,有哪些方法,可以把砂子运上去
提出问题:
1、对哪些物体做了功?
2、哪一部分功是有用的功?
3、 哪一部分功是我们不需要额外做的功?
现在我们模拟搬运沙子,请大家讨论。这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图,请观察和思考:
1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重
2. 砂子升高h,绳子末端移动的距离s是多少
3. 把100 N重的砂子运上6 m高的楼上,需要做多少功
4. 通过滑轮组,绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去,实际做了多少功
5. 想一想,这两个功为什么不相等
分析:我们的目的是把砂子运上楼,所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上,所以,对目标对象所做的功,就是有用的功。对目标对象以外的动滑轮、人、桶、口袋等所做的功就为额外功,将砂子运上去,在完成运砂子的同时,还不得不对桶和动滑轮也做了功,此外还要克服各种摩擦做功,这部分对砂子提上楼没有用,但又不得不做的功,是额外功。
几个基本概念:
有用功(W有用):____________________________________
额外功(W额外):____________________________________
总功(W总):________________________________________
三者之间的关系:________________________
强调:实际做功就只有一个总功,有用功和额外功是不能分开做的。
练习:
1.用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
2.如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?
活动二:机械效率 不计摩擦,不计动滑轮重,不计绳重:F=
1. 滑轮组拉力F大小的三种情况:不计摩擦,不计绳重:F=
2. 讨论与分析 已知η:F=
(1)有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功
(2)使用不同的简单机械做功,完成相同的有用功时,所做的总功是否相同 这说明什么
(3)额外功在总功中占的比例越多越好,还是越少越好
师:一定的总功中,额外功少意味着什么
在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中,有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量, 叫做机械效率。
机械效率的概念:
物理学中,将____________与________________的比值叫做机械效率。 即:_______________________
计算公式:________________________
特别的对于滑轮组: S = n h , η = G/nF
注意:在实际计算中,机械效率通常被表示为一个百分数,没有单位;由于W总_____W有,所以W有/W总<1,因此机械效率必然_______________100%.如果有人告诉你某机器:η大于1或大于100%,那肯定是错误的。机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量,机械效率越高,做的有用功占总功的比例就越大,这个机械的性能就越好。
比较:机械效率与功率是两个完全不同的概念
这两个物理量是从不同方面反映机械性能的。它们之间没有必然的联系。
功率大表示机械做功_______________;机械效率高表示机械对总功的利用率__________。 功率大的机械不一定机械效率高,例如内燃机车功率可以达到几千千瓦,但效率只有30%~40%,反之,机械效率高的机械功率不一定大。例如,安装在儿童玩具汽车车里的电动机效率可达80%,但功率却只有几瓦特。
例1:下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快 B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.功率越大的机械做的功一定越多 D.做功越快的机械,功率一定越大
例2:在建筑工地上,经常可以看到用来吊运货物的吊车。若吊车的机械效率为80%,将重为7000N的货物匀速提升4m,所用的时间是10s,则吊车的功率是多少?
【展示交流】:
1. (07黄冈)小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是
A.甲种方法克服重力做功多B.乙种方法更省力
C.两种方法机械效率相等D.以上都不对
2. 如图所示的滑轮组匀速提升物体.已知物重G=240牛,手的拉力F=100牛,手上升距离为30厘米,物体上升为10厘米则有用功为多少焦耳 该滑轮组的机械效率为多少
3.(07黄石)同一物体沿相同水平地面被匀速移动(如图4),拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲>F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙
4.用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m,拉力F为120N,此动滑轮的机械效率是多少
5.(07呼伦贝尔)如图所示,物体做匀速直线运动,拉力F=60牛,则物体受到的摩擦力是 ( ) A.60牛B.120牛C.20牛 D.180牛
6.如图2所示用滑轮组来匀速拉动一个重为100N的木箱,拉力F为25N,木箱受到的摩擦力为60N,则此滑轮组的机械效率为多少
7. (07嘉兴)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力D.乙是定滑轮,使用时不能省力
8.起重机把质量为0.6 t的重物提升了3 m,而它的电动机所做的功是3.4×104 J,起重机的机械效率是多少?
9.(07河南)工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的重物时,做功的( )
A.有用功减小,总功不变B.有用功增加,总功增加C.有用功减小,总功减小D.有用功不变,总功减小
10.如图3所示滑轮组,被提起的是质量200 g的物体,对绳子自由端的实际拉力是0.8 N,当物体升高0.2 m时,求滑轮组的机械效率.
11.如图4所求,用一动滑轮拉一物体以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动,物体重为20N,受到的摩擦力是物重的0.2倍,水平拉力F为2.5N,则在2s内拉力做的功是 J,滑轮的机械效率是 。(不计滑轮重力)
12.利用如图4所示的装置,用40牛的拉力使物体匀速上升,不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%.求:
(1)物体和动滑轮的重各是多少?
(2)若绳能承受的最大拉力为50牛,此装置的机械效率 最大可提高到多少?
13:某人用图2所示的滑轮组提起1200牛的重物上升2米,所用的拉力是500牛,求:(1)此人所做的有用功、总功、额外功、机械效率分别是多少?(2)若用此滑轮组提升1500牛的重物,机械效率增大还是减小?(提高题:求出此时的机械效率)
14:工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上,如图5所示,汽车车厢底板高度h=1.5m,斜面长度s=3m,现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上,若不计摩
擦F为 N;若实际拉力F’=1200N,则该斜面的机械效率为 .
图5
15.(08江苏泰州)用如图20所示滑轮组提升重物.人用500N的拉力F,15s内使重为900N的物体匀速上升了3m.不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重.(2)人拉绳子做功的功率.(3)滑轮组的机械效率.
16.(08江苏扬州)建筑工地用如图21所示的简易滑轮组提升砖块,某工人将500N重的砖块一次匀速提升到离地面4m高的砌墙处,所用拉力是200N,所用时间是20s,求这次提升砖块过程(1)工人做的有用功;
(2)工人做工的功率(3)滑轮组的机械效率。
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10.5提高机械的效率导学案(2)
学习目标:
1、理解影响机械效率的因素。2、在实验探究过程中,培养学生设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律能力。3、在思想教育方面,要求学生尊重实验实事,树立学好机械效率的自信心。
学习难点:机械效率的理解及应用。 学习重点:机械效率的理解及应用。 学习方法:自主实验探究、合作学习。
自主学习:
一、温故知新。
1.机械效率:(1)定义_____________________________________________________________。
(2)公式:______________________。
2.滑轮组的机械效率推导公式:______________________;______________________。
二、自主预习。
1. 如何比较机械效率的高低? 机械效率由___________和___________两个因素共同决定,比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素。当总功一定时,机械做的_____________或__________________,机械效率就越高;当有用功一定时,机械所做的_________________或________________,机械效率就越高;当额外功一定时,机械所做的_____________或__________________,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高。
2.提高机械效率的方法(1)________________①______________________;②______________________;
(2)________________________________________。
三、合作解疑
1.影响滑轮组机械效率的因素。
学习器材;动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线
实验:按如图1所示的方式组装好滑轮组,并使用滑轮组提起相应的重物,将三次实验数据填写在下表中,比较三次测算的机械效率是否相等。
名称 拉力F/N 弹簧测力计上升的距离s/m 总功W总/J 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 机械效率η
甲
乙
丙
结论:
1.同一滑轮组,____________越大,机械效率越大,(这是因为在提升重物时,物体越重,所做的有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率越高。)所以滑轮组可以增大___________,提高机械效率。
2.相同载重的情况下,________________重力越小,机械效率越高,所以减小滑轮组中____________,减小额外功占总功的比例,提高机械效率。
3.改进机械结构,在滑轮的转轴上加润滑油,以减小___________,减小额外功占总功比例,提高机械效率。
注意:在“测滑轮组的机械效率”的实验中,要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数。
①如果不是匀速地拉,弹簧测力计示数忽大忽小,则W总偏大偏小,且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力,则W有偏大偏小,由η=W有/W总算出的机械效率偏大偏小.
②如果向下拉,弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小,η偏大
③如果在弹簧测力计静止时读数,由于滑轮和轴之间没有摩擦,则读数F偏小,η偏大.
例1:安阳四中八年级某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图2所示
物理量 1 2 3
钩码重G(N) 4 4 6
钩码上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离S(m) 0.3 0.5 0.3
机械效率η 74%
(1)通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验,实验2是用______图做的实验,请将表中空白处填上恰当的数据。
(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________
(3)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,_________________,可以提高滑轮组的机械效率.
例2.探究斜面的机械效率。如图3所示,该实验器材有:木板斜面、毛巾、棉布、小车、________和________。
(1)研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系:
在实验过程中,应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验,只有这样才能
得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系.
实验中需要测出的物理量有:小车的重力,斜面的________及斜面的________,小车在三个不同斜面向上________运动时的三个拉力的大小.最后计算出有用功和总功,从而算出不同斜面的机械效率.结论:___________________________________________.
(2)研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系:
在此实验中,应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验,测出不同斜面的________和小车在不同斜面上________运动时的拉力大小.通过计算,最后得结论:_________________________________________________________________.
(3)该实验说明斜面的机械效率与斜面的_______________和_________________有关.
四、合作解疑
1.实验探究:使用机械省功吗?
实验:如图1甲所示用弹簧测力计将物体A提升0.2m;如图1乙所示用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样物体A提升0.2m。将实验数据填入实验表格。
装置 物体A重G/N 物体升高的高度h/m 对钩码做的功Gh/J 拉力F/N 拉力通过的距离s/m 拉力做的功FS/J
甲 2 0.2 0.4 2 0.2 0.4
乙 2 0.2 0.4 0.4
比较弹簧测力计两次所做的功,一样吗? 实验后回答:使用机械时,会有_______________等有利因素,但由于机械本身___________,以及__________等因素,所以要做更多的功。由实验数据可知:直接提升物体时Gh=FS,使用动滑轮时Gh_____FS。探究归纳:使用机械不省_________。
提高机械效率的主要办法与物体一般的机械效率:
1.减少机械自重.2.减少机械的摩擦等来减小额外功.3.在额外功一定时,增大有用功.
4.改进结构,使它更合理、更轻巧.5.在使用中按照技术规程经常保养,定时润滑,使机械处于良好的运转态,
【展示交流1】
1、芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种上猜想,概括起来有如下几种:猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;猜想2:可能与被提升的钩码重有关;猜想3:可能与被提升的速度大小和被提升的钩码重都有关;猜想4;可能与匀速提升的高度有关。
芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表。
物理量控制因素 钩码重(N) 绳端拉力(N) 机械效率
较小提升速度 10 4.2 79.4%
较大提升速度 10 4.2 79.4%
探究结果
物理量控制因素 钩码重(N) 绳端拉力(N) 机械效率
大致相同的提升速度 10 4.2 79.4%
15 6.0 79.4%
探究结果
(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算;(2)请根据她俩的实验记录,分别在表中写出探究结果。
(3)归纳她俩的实验探究,你所得的结论是: 。
2、斜面的高是1 m,长是4 m,把重1500 N的物体沿斜面推上去所用的推力是500 N,求:斜面的机械效率是多大?
3.工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起,若滑轮组的机械效率为80%,忽略一切摩擦及绳的伸长,则拉力的大小是 N,动滑轮重 N;若使用该滑轮组提升600N的重物,其机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4题图 5题图
4. 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据
(2)在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计
(3)分析实验数据,同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关 为什么
(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢 (列举一例)
5.(2010济宁)某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表。若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与 有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与 有关。
18题图 19题图
6.(2010潍坊)如图所示,下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时,得到如下实验数据.
(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
(2)请将上表中空格补充完整.
(3)请你根据表中的实验数据,得出要探究的实验结论:
结论一:___________________________________________________________。
结论二:____________________________________________________________。
7.某同学用所学滑轮知识在家里阳台上安装了如图所示升降装置.他用此装置将重500 N的物体匀速提高10 m,所用拉力300 N,则拉力做的功是 J。该装置的机械效率是 。
8. 用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm,由图可知,绳端受到的拉力F为 N,绳端移动的距离s为 cm,滑轮组的机械效率η为 。
2、斜面长1m,搞0.2m.;将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,需要用平行于斜面的力2.5N,那么:(1)斜面的机械效率是多少 (2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功
(3)为了提高该斜面的机械效率,同学们提出了一些建议:
A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端
C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议____________(填番号)可以达到目的;理由是:____________________________________________________
钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离s(m)
2 0.05 0.4 0.15
9.在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据。
(1)由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为 J,人做的总功为 J。
(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是 ;结合测力计放大图,可知小强的错误是 。
(3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率应该为 。
【展示交流2】
1. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计绳子与滑轮的摩擦( )
A.甲较省力且机械效率较高B.乙较省力且机械效率较高
C.两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同D.两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同
1题图 2题图
2. 如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.拉起的物体质量越大,机械效率越高 B.动滑轮的质量越大,机械效率越高
C.拉起物体的速度越大,机械效率越高 D.物体被拉起的越高,机械效率越高
3. 简单机械的机械效率高是指( ) A.有用功多 B.额外功少 C.总功多 D.有用功占总功的比例高
4. 为了粉刷教室,需要将涂料运到五楼。工人师傅可以采用的方法有:①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去。在这几种方法中( ) A.最省力的是② B.最省力的是③C.做有用功最多的是① D.机械效率最高的是③
5. 用动滑轮把一物体匀速提起,不计摩擦,下列说正确的是( )
A.动滑轮的质量越大,机械效率越高B.提起的物体质量越大,机械效率越高
C.提起物体的速度越大,机械效率越高D.物体被提起的越高,机械效率越高
6. 小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( )A.F1 > F2,η1 = η2 B.F1 > F2,η1 > η2C.F1 < F2,η1 = η2 D.F1 < F2,η1 > η2
7.两台机械,甲机械效率为80%,乙机械效率为60%,下列说法正确的是………( )
A.甲机械一定比乙机械省力 B.乙机械一定比甲机械省力
C.甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D.有用功相同时,乙机械所做的总功多
8.采取下述哪种措施可以提高机械效率 ( )
A.有用功一定,增大总功 B.总功一定,增大额外功 C.有用功一定,减小总功 D.额外功一定,减小有用功
6题图 7题图 9题图
9. 某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼,如果分别采用如图所示的两种方式搬运,F1和F2做功的情况,以下判断正确的是( )
A、两种方式机械效率一定相等 B、两种方式功率一定相等C、两种方式所做的总功一定相等D、两种方式所做的有用功一定相等
10. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升,下面说法正确的是( )
A.滑轮组的机械效率是83.3%B.滑轮组的机械效率是66.7%C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍
11. 如图所示,用一个重为9N的动滑轮来提升物体,在实际工作中竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率( )
A、一定等于85% B、一定大于85% C、一定小于85% D、以上情况都有可能
12. 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
13. 如图所示,用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m,所用拉力F为250N,则滑轮组的机械效率为( )
A.60% B.70% C.80% D.90%
14. 如图所示,工人用滑轮组吊起质量为40kg的箱子,工人施加的拉力为25N,箱子被匀速竖直提升了2m,不计绳重和摩擦,去g=10N/kg,则滑轮组的机械效率为( )
A.62.5﹪ B.1 C.80﹪ D.50﹪
15. 分别用一个动滑轮和一个定滑轮把同一个重物提升到同样的高度,使用 滑轮比较省力;使用 滑轮机械效率比较高。
11题图 12题图 14题图 15题图
16.下列说法中正确的是 ( )
A.机械的功率越大,做功一定越多 B.使用任何简单机械都不能省功
C.效率低的机械做功少 D.提高滑轮组的机械效率的办法是增加滑轮的个数
17.关于机械效率的说法中正确的是 ( )
A.越省力的机械,效率越高 B.做有用功越多的机械,效率越高
C.做相同的功,额外功的值越小,效率越高D.做功越快的机械,效率越高
本节我们通过实验测算了滑轮组做功的机械效率,知道了实验过程中需要测量的物理量,和如何计算不能直接测量的物理量,使我们明白了机械效率的可变性。
实验器材:滑轮组、绳子、钩码、弹簧测力计、直尺
实验步骤:分别测量G物、F、h、s、W有W总
W额外功的测量:不能直接测量(W额外=W有用-W总)
测量机械效率
计算机械效率:
nh未知,机械效率的计算:
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10.6合理利用机械能导学案
【学习目标】1、理解动能、势能、机械能的概念
2、知道决定动能,势能大小的相关因素。经历探究动能和重力势能的大小跟哪些因素有关的过程,学习运用控制变量研究问题的方法, 【重点难点】1、理解动能和重力势能 2、能的概念的建立
【自主学习活动】
探究一:能的概念
(一)阅读课本184页动能与势能,完成下列各题。
1、 我们就说这个物体具有能量,简称
2、功的单位是 ,能的单位是 。
3、动能:
4、势能: 。势能分为 和
5、机械能:
(二)阅读下面内容,认真理解所讲内容: 1.认识能量
流动的水可以推动水轮机做功;风可以推动帆船前进而做功;张开的弓可以使箭射出而做功,等等。 物理学中,一个物体能够对别的物体做功,即它具有做功的本领,我们就说它具有能量。因此,流动的水、风,张开的弓都具有能量。能量这个概念与前面学过的功的概念有着密切的联系,物体做功的过程就是能量转化的过程,一个物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量就越大。打个比方,一家企业对外能够支付的钱越多,就表示这家企业的资金越雄厚。
(多举日常生活中的实例;引导学生了解“能”概念) 概念规律:
(1) 能量的概念:如果一个物体对别的物体做功,我们就说这个物体具有能量,简称:能
(2) 能量的大小:物体做功的过程就是能量的转化过程,物体能够做的功越多,说明此物体具有的能量越大;反之,则越小。即功可以衡量能量的大小。
(3) 能量的单位:同功的单位一样:焦耳(J)。
说明:根据能量的概念,物体具有能量说明物体具有做功的本领。一个正在做功的物体,它一定具有能量;而一个具有能量的物体,它一定能做功;但是它未必正在做功。例如:静止在高山上的石块没有做功,由于石块下落时能够做功,故石块具有能量,而正在下落的石块,石块的重力对石块做功,该石块一定具有能量。
探究二:动能与势能
我们周围的能量形式具有多种多样,最常见的是动能与势能;我们先来认识几个具有动能和势能的物体做功的实例
(1) 风吹帆船航行;急流的河水把石块冲走;运动的钢球把木块推开。这些都是运动的物体对外做功的实例,表明运动的物体具有能量。
(2) 人在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就能把木桩打入地里;铅球从高处落下时能把地面砸个坑。重锤和铅球由于被举高而能够对外做功,表明被举高的物体具有能量。
(3) 弓被拉弯后能把箭射出去,弹簧被压缩后能把压在它上面的物体弹起,弓和弹簧由于发生弹性形变能够对外做功,表明发生弹性形变的物体具有能量。
概念规律:
(1) 物体由于运动具有的能叫做动能 (2) 势能分为重力势能和弹性势能:
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能
(3) 动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能,我们的一个物体所具有的动能和势的总和叫这个物体的机械能。(机械能=动能+势能)
说明:(1)一切运动的物体都具有动能;以地面为零势能点,一切在高处的物体都具有重力势能。
(2)“弹性形变”是指在外力消失后,能够自动回复到原来形状的形变。如:拉长的弹簧,拉力消失后能够自己自动恢复原来的形状。 (3)一个物体可以单独具有动能、势能;也可以同时具有动能和势能。如:在空中飞行的飞机因为它在运动而具有动能,又因为它在高处而具有重力势能。
【合作探究活动】
(一)影响动能和势能大小的因素(25分钟)
1.探究影响动能大小的因素
问题:物体动能的大小与什么因素有关呢?
猜想:物体动能的大小可能与 有关,还可能与 有关、 探究方案设计
1.让不同钢球从斜面上同一高度滚下,是为了控制钢球的 相同,改变运动物体的 。
2.让同一钢球从斜面上不同高度滚下,是为了控制 相同,改变物体的 。
探究实验:
(1) 将木板放在光滑斜面下的水平桌面上,将木块放在木板上,分别让同一钢球从不同的高度(h1和h2)由静止开始向下运动,撞击木块,记下木块被撞击后运动的距离。
(2) 分别让体积相同的实心木球和钢球从同一高度(h)由静止开始向下运动,撞击木块,记下木块被撞击后运动的距离。
(3) 把数据记入下表,并比较各组数据 序号 下滑物体 下滑高度/cm 木块运动的距离/cm
结论
探究说明:小球在光滑斜面上由静止开始下滑,到达斜面低端的速度只与起点的高度有关,起点越高,到达低端时的速度就越大。所以要增加小球滚到水平木板上的速度,只需增加小球的高度即可(如步骤1)。同理要使小球在水平面具有相同的速度,必须使小球从斜面的同一高度(实验时用笔做好标记)滚下(步骤2)。小球从光滑斜面上禁止滚下,到达低端并撞击水平木板上的木块;被撞木块的运动距离越长,小球做的功越多,运动小球所具有的动能越大。
数据分析:得出结论:
质量相同时, 的物体具有的动能大;速度相同时, 的物体具有的动能大。 影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体所具有的动能就越大。
(二)探究影响重力势能大小的因素
问题:物体势能的大小与什么因素有关呢?
猜想:物体重力势能的大小可能与 有关。还可能与 有关。 探究方案:如下图:
将同一物体从不同高度放下,是为了控制 相同,改变 。 将不同物体从同一高度放下,是为了控制 相同,改变 。
探究实验:
(1) 将小方桌腿朝下水平放在沙箱的沙子上,使用同一钩码(小球)从不同高度(h1,h2)自由下落冲击小方桌,记下方桌下陷的深度。
(2)将质量不同的钩码(小球)从同一高度h自由下落冲击小方桌,记下方桌下陷的深度。 (3)把数据记入下表,比较各组数据
数据分析,得出结论:
的物体,被举得越高,它的重力势能越大; 的物体,质量越大,它的重力势能越大。
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处在的高度。物体的质量越大,所处在的高度越高,物体的重力势能就越大。
(另外一种势能---弹性势能和物体的弹性形变有关,物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。)
探究三:动能和势能的相互转化
活动1:观察摆球的动能和势能的转化
如图1,使摆球偏离原来静止的位置B点到A点。
当摆球从A点向下摆动时,它的速度越来越大,动能逐渐 ,势能逐渐 ;
当摆球到达最低点B时,它的动能最 、势能最 。
在此过程中,摆球的 能逐渐转变成 能。
此后,摆球又向另一侧运动。随着摆球的上升,它的速度越来越 ,动能逐渐转变成 能;当摆球到最高处C点时,它的动能为 ,势能最 。
活动2:分析图中的有关动能和势能的转化情况
(a):如图2,游乐场的过山车。
分析:从高处到低处, 能转化为 能;从低处到高处, 能转化为 能。
(b):如图3,皮球落地后又弹起.
分析:下落时, 能转化为 能;着地时, 能转化为 能;反弹时, 能转化为 能;上升时, 能转化为 能。
(c):如图4,滚摆.分析:下降时, 能转化为 能;上升时, 能转化为 能。
(d):如图5,撑竿跳高中的运动员。
分析:起跳后撑竿弯曲, 能转化为 能; 撑竿恢复原状将运动员弹起, 能转化为 能;运动员上升过程中, 能转化为 能;运动员下落过程中, 能转化为 能。
活动3:人造地球卫星动能和势能的转化
(1)、介绍近地点和远地点。
(2)、卫星在近地点时, 速度最大, 能最大, 能最小;在远地点时, 速度最小, 能最小, 能最大。
(3)、从近地点向远地点运动时, 能转化为 能; 从远地点向近地点运动时, 能转化为 能。
大量的实验和研究表明:动能和势能是可以相互 的,在这个过程中,如果不计一切阻力,机械能的总量保持 ;如果考虑摩擦等阻力,机械能的大小将 。(填“增大”、“减小”、“不变”)
【展示交流:】
1、下面的物体中,只具有动能的是( ) ;只具有势能的是( 0;既具有动能又具有重力势能的是( )。
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、压缩的弹簧 E、在水平铁轨上正飞速行使的火车
2、流动的水具有 能,张开的弓具有 能,举高的铅球具有 能。
3、一辆汽车加速运动,它的动能 ,火车进站时做减速运动,它的动能---------—停止后,它的动能等于 ,一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水,它的动能 。
4、同一金属球从不同高度滚下后,原来的位置越高,滚到斜面下端时速度 把木块推得 。质量不同的金属球从同一高度滚下后,质量大的金属球推动木块 。实验结果表明:运动物体的 越大, 越大,动能就越大。
5、“神州”五号飞船返回时,有一段匀速降落的过程,则此过程中飞船的( )
A、动能减小,势能增大 B、动能不变,势能减小 C、动能增大,势能减小 D、动能减小,势能不变
6、跳高运动员越过横杆后向下落,下落过程中 能增大, 能减小。
7、如果一个物体能够 ,我们就说这个物体具有能。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。
8、如图1所示,用一细线(无弹性)将一金属小球悬挂起来,把小球拉到一定高度释放.小球在_______点重力势能最大,小球在______点动能最大,它可以说明___________________。
9、跳高运动员越过横杆后向下落,在下落过程中________能增大,________能减小。
10、空中飞行的钢球,若客观存在在某一时刻重力势能是30J,动能是20J,则钢球的机械能是________焦。
11、小球从光滑斜面的顶端下滑时,小球能量的变化是( )
A、动能转化为重力势能 B、重力势能转化为动能 C、机械能增加 D、机械能减少
12、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
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( )
A、动能逐渐减小,重力势能保持不变B、动能逐渐减小,重力势能逐渐增大C、动能保持不变,重力势能逐渐增大D、机械能保持不变。
14、初三某班《八荣八耻》宣传栏中记述着:“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为,一老太太被抛下的西瓜皮砸伤”,被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是( )
A、重力势能 B、动能 C、重力 D、密度
15、两发飞行中的炮弹,如果具有相同的机械能,那么( )
A、它们的质量一定相等 B、它们的速度一定相同 C、它们的高度一定相同 D、它们具有的动能与势能之和一定相等。
16、下列关于能的叙述正确的是( )
A 一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。 B 挂在树上的苹果,没有做功,所以不具有能。
C 一个物体做功越多,说明这个物体具有的能就越多。 D 运动的物体具有能,静止的物体没有能。
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第十一章 小粒子与大宇宙11.1 走进微观导学案
学习目标:
1、能简单说明物质是有分子和原子组成的,了解分子运动理论的基本观点。
2、了解分子的核式结构模型,了解人类对物质结构的探索历程,并认识到这种探索将不断深入。
3、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的数量级的概念。
重点、难点:让学生通过探究性实验、通过合作和交流的方式归纳出分子动理论的基本观点。
预习感知
1.目前,人类能观测到的最远的距离和最小的尺度各是多少?
2.宇宙万物,变化万千,大到天体,小到原子,它们的运动与组成,激发了一代代科学家孜孜不倦的观察和研究。那么,你有没有想过,我们这绚丽的世界到底是由什么组成的
3、分子动理论的基本观点是什么?
4、你能简单说明物质是有分子或原子组成的吗?
合作探究
一:自然的尺度
看课本P192了解浩瀚的星空、远飞的大雁、非典病毒,从而认识自然界 的神奇,直观的了解自然界物质的尺度。
二:物质的组成
读课本P1931,小组合作学习,完成下列问题。了解自然界里的所以物质都是由最小的微粒组成的。什么是分子?分子是什么时间由谁发现的?观察图片了解分子的结构图象。
1、古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、所组成,称为“ ”。
2、我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成,称为“ ”。
人们认识到若将物质无限的分下去,所得到的颗粒将愈分愈小,小到这种颗粒能保持化学性质不变为止,通常所说的物质就是由这种颗粒构能的。
3、1811年,意大利物理学家 最早把能保持物质的化学性质不变的小颗粒称为“分子”。 因此,他被后人称为“分子之父”。
4、物质是由 或 组成的?
看课本P181图10-4,放大后的硅表面的原子图像,图10-5DNA生物大分子结构示意图,课本P181图10-6龟裂的土地。
思考与讨论:干旱的田龟裂为土块,土块可碎成细泥,细泥又碎为沙尘,沙尘还能继续分裂吗?沙尘随风飘荡?会消失得无影无踪吗?
5、分子有多小?(生可参照P194信息窗中的知识回答)
三:微观粒子
1.自学课本P194页通过小组合作学习完成下列习题:
(1)分子是组成物质的最小微粒吗?还可以分割吗?分子是由 构成的,英国科学家道尔顿才证明了 的存在。有的分子是由单个 组成的,叫做单原子分子,绝大多数分子由多个原子构成,叫做 ;例如,水分子是多原子分子,它是由两个氢原子和一个氧原子组成的。 .
(2) 原子是物质的最小微粒吗?还能再分割吗?十九世纪七十年代,人们对气体放电现象的进一步研究,发现了阴极射线。1897年,英国物理学家 发现阴极射线是由速度很高的带电的粒子组成,这种粒子叫做“ ”。
(3) 电子的发现,使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构,由于原子含有带负电的电子,从物质的中性出发,推想原子中还有带正电的电子,这就提出了进一步探索原子的结构建立原模型的问题,原子模型有哪些?(观察课本P195图10-10了解原子核式结构模型)。1909年,卢瑟福,在成功地进行了α粒子散射实验后,提出了 结构模型。原子的中心叫做 ,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部的质量;带负电的电子在不同的轨道上绕原子核运动,就像地球绕太阳运动一样。
(4) 20世纪初,科学家相继发现原子核可以释放带正电的 和不带电的 。由此可知 是由质子和中子组成的。(读课本P195图10-11,了解原子核结构示意图)原子核是由 和 组成的,质子和种子都是由被称为 的更小的粒子组成。质子和中子是最小的微粒吗?不可再分割了吗?20世纪60年代,科学家发现质子和中子都是由被称为“ ”的更小的粒子组成,(看课本P195图10-12)分子、原子能、原子核、质子、夸克这些微观粒子的大小数量级为多少?
2.通过学习和小组讨论了解微观粒子的空间尺度。
3.自学课本P194页,进一步了解物质世界的存在形式。
【课堂展示】
1、最早提出“分子”概念的物理学家是( )A、道尔顿 B、阿伏伽德罗 C、汤姆孙 D、卢瑟福
2、原子是居于原子中心的 和核外的 组成,原子核是由 和 组成的,质子和中子都是由被称为“ ” 的更小的粒子组成。
3、若一个原子的直径是10-10m,我国科学家制造的纳米碳纤维管的直径是的33nm,其相当于 原子一个一个排列起来的长度。(1nm=10-9m).
4、阴极射线的发现说明( )A、原子核内有内部结构B、原子内有内部结构 C、电子有内部结构 D、质子内有内部结构
5、最先提出“电子”科学家是( ) A、道尔顿 B、阿伏伽德罗 C、汤姆孙 D、卢瑟福
6、关于分子的说法正确的是( )
A、分子是组成物质的最小颗粒 B、分子是不能再分的最小颗粒 C、分子是由单原子组成的 D、以上说法都不对
7、 下列各种粒子体积由大到小的排列顺序正确的是( )
A、原子、质子、原子核、夸克 B、原子核、质子、电子、中子C、原子、原子核、质子、电子 D、原子核、电子、质子、夸克
8、 关于原子结构的下列说法中正确的是( )
A、原子内的物质分布是均匀的 B、原子核是由电子、质子和中子组成的
C、原子结构与太阳系相似,原子核相似于太阳,电子相似于红太阳运动的行星D、电子是原子的组成部分,电子在原子内是静止不动的
9、关于原子和原子核以下叙述正确的是( )
A、原子核位于原子的中央带负电 B、原子核带正电,电子带负电
C、原子核外的电子带负电,并固定在某一位置 D、原子核内有带正电的质子和带负电的中子
10、科学技术迅猛发展,人类观察的视野朝着宏观和微观两方面不断延伸,大到宇宙小到夸克,空间尺度大小各异,以下4个物体尺度最小的是( ) A、电子 B、太阳系 C、分子 D、地球
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11.2看不见的运动导学案
【学习目标】
1、知道分子间存在间隙。
2、知道扩散现象、扩散的成因、扩散的规律。
3、了解分子运动论的基本观点。
4、能根据实验事实,运用分析推理方法得出科学的结论。
5、能用分子运动论解释有关现象。
【学习重点、难点】重点:扩散现象 难点:能用分子运动论解释有关现象
【教学过程】
(一)分子间有空隙吗?
1、提出问题:物质是由大量分子组成的。这些又小又轻的分子是不是一个挨着一个地挤在一起不动呢?
2、实验探究:
A、实验器材:量筒、水、染色酒精
B、步骤:
(1)往装有50毫升水的量筒中注入50毫升的染色酒精。
(2)将结果记录在下表中。混合前水的体积V/㎝350混合前水的体积V/㎝350你预计得到的水和酒精的总体积V/㎝3水与酒精混合后实际的总体积V/㎝3
C、实验结论:请比较上述表格中你预计得到的总体积与实际得到的总体积,你发现了什么? 。
3、跟踪练习:1、当水与酒精混合时,总体积要比预计的要 。
4、虽然肉眼不能直接看到物质内的分子,但上述实验表明:分子之间确实存在着 。
5、物质是由_____或_____组成的,分子是由_____组成的。
6、水有水的化学性质,保持这种化学性质的最小微粒是:
A分子 B质子 C中子 D电子
(二)分子是运动的还是静止的
1、提出问题:肉眼看不到又小又轻的分子,那么怎样才能知道分子在运动呢?
2、实验探究:
A、将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口连接,中间用玻璃板隔开,将两个瓶先空气瓶在上,再二氧化氮瓶在上,最后把两个瓶子平放,当把中间的玻璃板抽掉后,仔细观察发生了什么现象? 。
B、在一杯清水中滴入一蓝墨水,观察发生的现象。你又发现了什么? 。
C、取两杯相同质量的清水,一杯凉水,一杯热水,然后分别滴入一滴蓝色的墨水,观察发生的现象? 。
D、实验结论:上面我们观察到的实验现象表明分子是在永不停息地 。
进一步的研究表明,固体中的分子也在永不停息地 。因此物质是由分子组成的,构成物体的分子都在永不停息地 。分子运动的快慢与 有关。
(三)分子之间存在作用力吗?
1、实验探究:
A、把两块表面干净的铅压紧,下面吊一个重物时 把它们拉开。
B、利用针筒抽取半筒水,用食指按住针筒嘴,然后用力推入活塞,看看能否将水压缩?水 被压缩。
C、实验结论:物体很难被拉开,说明分子间存在 ;物体很难被压缩,说明分子间存在 。
(四)物质中的分子状态
请同学们看书回答下列的问题:
1、在固体中,分子力的作用比较 ,因而,固体有一定的 和 。
2、有液体中,分子力的作用比较 ,分子在一定限度内可以运动。因而,液体没有确定 ,但有一定的 。
3、在气体中,分子力的作用更 了,因此气体分子能自由地沿各个方向运动。因而,气体没有固定 ,也没有确定的
【当堂展示】
1、分子动理论的基本内容是:物质是由 组成的,分子不停地做 ,分子间存在相互作用的
2、扩散现象说明 ;发生扩散的两种物质能够彼此进入对方,又说明 ;分子间有间隙而又不会散开,说明
3、把红墨水分别滴到热水和冷水中,墨水在 水中散开较快,这一现象说明
4、把两块表面干净的铅压紧,两块铅就结合在一起,甚至下面挂一个重物也不能把它们拉开,这说明 再压紧铅块又相当困难,这说明 。
5、下列现象中能说明分子间有引力的是( )
A、要用很大的力才能拉断铁丝 B、灰尘沾在衣服上 C、分子间没有间隙 D、固体很难被压缩
4、俗话说:“破镜不能重圆”这是因为破镜处分子间距离都 ,分子间的吸引作用很微弱。
5、烧杯内装满玻璃球,但仍可装相当多的水,原因是( )
A、水把部分玻璃球溶解了 B、水填满了玻璃球间的空隙
C、水的 粒子运动比玻璃球的粒子运动快 D、水的粒子比玻璃球的粒子更有弹性
6、春天,漫步在花坛边,能闻到阵阵花香,这是为什么?
7、腌咸菜需要较长的时间,而炒菜加盐后很快就变咸了。为什么?
8、跟踪练习:
(1)在日常生活中,你能感受到分子确实存在并在运动吗?请举一个例子说明 。
(2)小青把驱蚊片放在电驱蚊器的发热板上,通电一段时间后,在整个房间里就能闻到驱蚊片的气味,说明 。如果驱蚊片不加热,在房间里就很难闻到驱蚊片的气味,可见 越高,这种现象越明显。
班级 组别 组内评价 教师评价
11.3探索宇宙导学案
学习目标
1.大致了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程。
2.认识到人类对宇宙的探索将不断深入。
自主学习
知识点1. 探索的历程
这些图向同学们简要展示了古今中外人类对宇宙探索的历程,前两幅图充满神学与宗教的色彩,后四幅图闪耀着人类科技文明的光芒。下面请同学们从下列各题中任选一条,进行网上信息收集。也可以自行立题探究。
问题——科学猜想
(1)在人类漫长的历史进程中,大部分时间人们主要依靠___________、___________与__________来认识宇宙。
(2)中国古代关于宇宙结构的学说。地心说:__________居于中心,太阳和其它行星围绕__________转动。
(3)哥白尼的日心说:1543年__________通过30多年的观察与分析,提出了__________是宇宙的中心的学说。
(4) 从世界上第一颗人造地球卫星发射成功,到人类第一次乘飞船进入太空。
(5) 美国的“阿波罗”登月计划。
(6) “神舟”号飞船的四次成功飞行。
知识点2.浩瀚的星空
(1)太阳系:以__________为中心的星系。包括:_________,66颗__________,2000多颗有正式命名或编号的__________,以及数量众多的彗星和__________。
(2)银河系:银河系还有众多像太阳这样的恒星。
(3) 请同学们在太阳系示意图中找出我们生活的地球。投影此图,指出地球的位置。
(4) 这些图是以地球为参考,逐渐向外延伸,向同学们简单呈现太阳系、银河系和河外星系的图景,我们可以从中窥探出宇宙的结构和层次,我们的太阳只是星光闪闪的恒星的典型代表。为了进一步了解“浩瀚的星空”,请同学们选题进行网上查询,也可以自拟论题查询。
问题——科学猜想
(1) 太阳系的结构和演化。
(2) 地球结构和演化。
(3) 银河系的结构和演化。
(4) 空间技术。
知识点3.幻想和追班级 组别 组内评价 教师评价
第七章 力与运动7.1 科学探究:牛顿第一定律导学案
学习目标:
知识与技能:1、知道牛顿第一定律,2、 知道物体的惯性。会用惯性知识解释简单的惯性现象。
过程与方法:1、利用探究实验和推理的方法得出力和物体运动的关系。
情感、态度与价值观:体会科学家是怎样研究物理知识的,激发热爱物理学的热情。
重难点:阻力对物体运动的影响;物体的运动需要力吗
学具:木版、小车、毛巾、棉布、水杯、硬纸片
一、【课前导学】
1、思考:离开脚的足球会在草皮上滚动一段距离后逐渐停下来。是什么力使足球停下来?_____________
如果是在平整的地面上用同样大小的力踢足球,足球也会运动一段距离后停下来。这段距离和草皮上的距离一样吗?为什么?______________________
猜想:物体的运动是否需要力的作用?如果物体不受力,情况会怎样?__________________________________________________________
二、课内探究
探究点1:维持运动需要力吗
自学课本P44“维持运动需要力吗?”部分。“物体的运动需要力的作用,若不受力,物体就不会运动或最终停止运动。”你认为这种观点是否正确?结合具体实例谈谈你的看法。
小组讨论、自我检测
(1)亚里士多德认为物体的运动 力。这种说法是错误的。
(2)伽利略认为物体的运动 力,运动物体之所以会停下来。是因为受到了 。
探究点2、探究阻力对物体运动的影响
1、自学P45“探究阻力对物体运动的影响”部分。(时间1分钟)
2、小组探讨
(1)实验目的是 ,研究方法是 。
(2)该实验需要控制的因素是 ,采用的办法是 。(三个同一的目的是什么)
(3)该实验需要改变的因素是 ,采用的器材有 。
(4)实验中需观察的现象是 。
3、小组活动:以小组进行探究活动
说明:⑴三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是:保证小车开始沿着平面运动的速度相同。
⑵实验得出得结论:在同样条件下,平面越光滑,小车前进地越远。
⑶小车在不同表面运动的距离不同的原因:受到的摩擦力大小不同,摩擦力 越大,运动的距离就越短,速度减小得越 快 ,运动的时间就越 短 。
若水平面越光滑,小车运动的距离越远,速度减小越慢;若水平面绝对光滑,则小车滑下来的速度将保持不变,将作 匀速直线运动 。
⑷斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法──在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。
4、分析总结
(1)根据实验现象和收集的数据归纳出:
平面越光滑,小车运动的距离越 ,这说明小车受到的阻力越 ,速度减小得 。
(3)根据上述归纳的结论进一步推理:假设水平面足够光滑,小车受到的阻力为零,它将 。
(4)静止的物体若不受力的作用,它会保持什么状态?
探究点3牛顿第一定律
自学课本P45“牛顿第一定律”部分。
自学检测
一切物体在没受到力的作用时,总保持 状态或 状态。
“牛顿第一定律”是通过分析事实,在进一步 得出的。
小组讨论
定律中“一切”、“总”、“或”、“保持”的含义是什么?
说明:A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,且经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是,我们周围不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
B、牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动。
C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关,所以力不是产生或维持运动的原因,力可以改变物体的运动状态。
例1 关于力、力和运动的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.施力物体不一定是受力物体 B.只有相互接触的物体之间才有力的作用
C.物体不受力,一定处于静止状态 D.物体运动状态改变,一定是受到了力的作用
探究点4:惯性现象
1、自学课本P46“惯性”部分
2、自学检测
我们把物体保持 不变的特性叫做惯性。牛顿第一定律又成为惯性定律, 物体都具有惯性。
1.一切物体都具有惯性.一切物体是指物体无论是固体、液体、还是气体,无论物体质量大或小,无论是静止还是运动,无论受力或不受力,具有惯性。
2.惯性是物体本身的一种属性,是一种性质而不是力,因此 (选填:“能”或“不能”)说成“惯力”“惯性力”“惯性的作用”或说“物体受到惯性作用”。所以说,惯性和力是两个毫不相关的物理量。
3.影响惯性大小的因素——质量。惯性大小只与物体质量有关:质量越大,惯性越大。大卡车和小轿车,容易启动,容易制动.由此可见,质量大的物体的运动状态(选填“容易”或“不容易”)改变,也就是说质量大的物体保持运动状态不变的能力,即惯性。
帮你理解:可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说,一切物体都有一种“惰性”,这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用,它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它,才能迫使它改变原来的运动状态。
说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关(质量越大,惯性越大),与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。
☆惯性与惯性定律(牛顿第一定律)的区别:
A、惯性是物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律。
B、任何物体在任何情况下都有惯性,(即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力),物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成立是有条件的。
☆人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,请就以上两点各举两例(不要求解释)。答:利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它滑行。防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。
例2 如图1—2—6,在一辆放在水平地面上的表面光滑的小车上,静止放置质量为m1、m2的两个小球(m1>m2).当车从静止突然水平向右起动时,则两个小球 ( )
A.一起向左运动,且m2的速度大于m1的速度B.一起向右运动,且m2的速度大于m1的速度
C.一起向右运动,且m2的速度等于m1的速度 D.对地面仍保持静止
4\小组活动
将纸条放在茶杯底下,迅速抽出纸条,观察到什么现象?做出你的解释。
将金属块放在玻璃杯的硬纸板上,用硬棒迅速击打硬纸板,鸡蛋会飞出吗?做出你的解释。
放在运动的小车上的木块,当小车遇到障碍物突然静止时,车上的木块将怎样?做出你的解释。
5、小组讨论
(1)图12.5—5是怎样利用惯性的?
(2)生活中那些地方利用了惯性?
(3)力、惯性、惯性定律的区别是什么?(提示:《目标检测》p 51释疑解难)
【课堂展示1】
1、“神州七号”飞出地球后,如果飞船所受外力全部消失,那么飞船将:( )
A、沿原方向做匀速直线运动 B、沿原路径返回地球C、沿原方向做加速直线运动 D、沿原方向做减速直线运动
2、.下列现象中,物体是利用惯性而运动的是[ ]
A.汽车刹车的运动过程B.跳远运动员起跳后,在水平方向上的运动过程
C.从飞机上投下的救灾物质,在竖直方向上的运动过程 D.钟摆从最高处向最低处摆动的过程
3、.放风筝是小孩和大人都喜爱的一项体育活动。用手牵着线绳拉着风筝迎风跑.就可以将风筝放飞到高处,其示意图如图11所示。当风筝在高空放飞时,试说明气体对风筝作用力的产生原因及作用力的方向。
4、.水平路上行驶的汽车突然刹车,车上的人会向前倾.以下说法中正确的是
A.人向前倾不能说明人具有惯性B.人向前倾能说明人具有惯性
C.人向前倾能说明车具有惯性D.人向前倾能说明人和车都具有惯性
5、惯性是造成许多交通事故的原因,下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是( )
A、某些地段要对机动车辆限速B、车辆快速行驶时要保持车距C、车辆靠右侧行驶 D、小型客车的驾驶员必须系安全带
6.正在运动着的物体,若受到的一切外力都同时消失,那么它将( )
A.立即停止 B.改变运动方向C.先慢下来,然后停止 D.做匀速直线运动
7.小兰看到人从行驶的车上跳下来后,很容易摔倒,下面是他对这种现象的解释:①人的脚着地后受地面摩擦力作用而停下来
②人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态③人向车行驶方向摔倒④从行驶的车上跳下的人原来与车共同处于运动状态
解释这个现象的合理顺序是( )
A.①②③④ B.②③④①C.③④①② D.④①②③
8.火车在长直的轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到原处,这是因为 [ ]
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢的地板给人一个向前的力,推动他随火车一起运动
C.人跳起后,车继续前进,所以人落下必然偏后一些,只是由于时间很短,偏后的距离不易观察出来
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度
9.下面的实例属于惯性表现的是 [ ]
A.滑冰运动员停止用力后,仍能在冰上滑行一段距离B.人在水平路面上骑自行车,为维持匀速直线运动,必须用力蹬自行车的脚踏板
C.奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒D.从枪口射出的子弹在空中运动
10.在平直轨道上行驶的列车车厢内,在水平桌面上放置一个小球,突然小球向前运动,这时列车是在____________行驶。(填“加速”或”减速”)
11.正在行驶的汽车关闭发动机后,由于_________仍然向前运动,但汽车的速度将________(选填“变大”、“变小”、或“不变”)这是由于汽车受到________的缘故。
12.马路上的汽车突然启动时,站在车上的乘客将会________倾倒,行驶的汽车急刹车时,站在车上的乘客将会向_______倾倒,这两个现象都是由于人有_______而造成的。
13.在航天飞行器中处于失重状态的宇航员,其身体_________惯性。(没有/仍具有)
14、我国公安部门规定:在高速公路上,汽车驾驶员和乘客都要系上安全带,主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害( )
A、汽车加速 B、汽车速度过快 C、紧急刹车 D、汽车突然启动
15. 乘客面向车前进方向站在汽车里。当汽车突然起动时,乘客会倒向______,这说明物体具有__________。
16. 烧锅炉时工人用铲子送煤,当铲子停在炉前,煤由于_______继续运动而进入炉内。
17. 下面现象中,不是由于惯性原因的是 [ ]
A. 自行车从斜坡顶沿斜坡向下运动,速度不断增大;B. 房间里的家具,没人搬动总留在原处;
C. 运动员跑到终点时不能立即停下来;D. 站在行驶的公共汽车里的乘客,若汽车紧急刹车,人就要向前倾。
18. 在平直轨道上行驶的火车中悬挂一水壶,水壶突然向火车行驶的方向摆去,这现象说明火车 [ ]
A. 作匀速运动; B. 突然减速;C. 突然加速; D. 运动状态无法确定。
19. 人要从行驶的车中跳到地面上,为了避免摔倒,跳车人应该 [ ]
A. 向车行的反方向跳 B. 向上跳;C. 向车行的方向跳,着地后立即向车行的方向跑几步; D. 向与车行驶的垂直方向跳。
20. 有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将 [ ]
A. 继续上升一段距离,然后下落; B. 立即下落;C. 以原来的速度永远上升; D. 以上说法都不对。
21. 正在运动着的物体,若它所受的一切外力都同时消失,那么它将 [ ]
A. 立即停下来;B. 速度变慢逐渐停止;C. 速度大小不改变但方向改变;D. 作匀速直线运动。
22. 在一艘作匀速直线运动的轮船上,一小孩脸朝船行驶的方向坐在座位上,竖直向上抛出一个小球,小球落下时 [ ]
A. 落在小孩的前面; B. 落在小孩的后面; C. 落在小孩的手里; D. 无法确定。
23. 坐在汽车里的人,感到椅背对自己有作用时,汽车的运动情况不可能的是 [ ]
A. 正在加速行驶; B. 正在起动;C. 正在刹车; D. 正在匀速爬上山坡
【课堂展示2】
1、如图3所示实验中,每次必须使小车从斜面同一高度处滑下,这是为了使小车在三种平面上开始滑行时具有 ,在越光滑的平面上,小车受到的 越小,它的运动距离越 ,它的速度 得越慢。进一步分析推理可得出这样的结论:如果物体不受任何力的作用,物体将作 。
2、让小车从斜面顶端从静止开始滑下,分别在光滑程度不同的水平面运动,小车最后都会慢慢停下来,这是因为 ,得到的结论是:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越 。由此可推理出:如果小车不受力,小车将 。
3.坐在正在行驶的汽车车厢内靠左侧窗口的乘客,突然感到座椅靠背向前压了自己一下,是由于 ;当汽车刹车时,身体将向 倾(填“前”或“后”),当汽车向左拐弯时,身体将向 倾.
4、汽车在紧急刹车的过程中,总要滑行一段距离才能停下来,原因是汽车 ;当雨天路面有水时,轮胎与地面间的摩擦变 ,在同样车速条件下,汽车在紧急刹车后滑行的距离将比路面没有水时变 .因此,司机驾车要注意:“雨天路滑,小心慢行”。
5、阅读理解汽车刹车之后
现代社会汽车大量增加,发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止,因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间,这段时间叫反应时间,在这段时间内汽车要前进一段距离,叫反应距离。从操纵器刹车 到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。
下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时,测得的刹车后的反应距离和制动距离。
速度υ/km·h-1 反应距离s1/m 制动距离s2/m 停车总距离s/m
40 7 8 15
50 9 13 22
60 11 20 31
70 15 34 49
80 19 54 73
阅读后回答:(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么?
(2)在交通要道为什么对机动车辆的最大速度要限制?
(3) 你认为在雨雪天制动距离将怎样变化?司机在雨雪天气应注意什么问题?
6、两千多年前,古希腊学者亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力,物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到,用力推一个木箱它就运动,停止用力,木箱就静止。因为这种现象,亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受,直到后来伽利略推翻了这个观点。
你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?
7、如图是研究牛顿第一定律的实验,根据实验 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )现象回答:
(1)一小车三次从同一斜面的同一高度滑下,这样做的目的是 。
(2)小车在 表面上滑得最远;小车在 表面上速度变化得最快。
(3)从实验中得出的结论是 。
(4)在此基础上你还能进一步推导出: 。
8、小明同学用细线拴住一个小钢球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,如果在某一时刻细线突然断了,你觉得小球在桌面上将__________________________,你的依据是______________________
9、 锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,为什么?
10、 下雨天,摔个跟头会向后倒,这是为什么?
班级 组别 组内评价 教师评价
7.2 力的合成导学案
学习目标
1、理解合力的概念,知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
2、会进行同一直线上的合力的计算和解决简单问题。
3、通过实验探究获知同一条直线上二力的合成情况。
课前学习
1、思考: 在卫生大扫除时,经常遇到一个人提不动一桶水的情况,这时我们最先想到的方法是什么?如果老师一个人就能提起这桶水,这种现象能说明什么问题?
2.什么是合力与分力?是从哪个角度来得出合力的概念的?
3.探究同一直线上两个力的合力,包括哪两种情况?是怎样判断这个力是另外两个力的合力的?实验是怎样设计与损伤的?得到什么结论?
课堂学习
一、合力与分力
1、观察分析课本P106“帆的合力”、“蚂蚁的合力”图片,你能得出什么结论?与同学交流讨论。
①众多船帆才能驱动的航船,用一台发动机就可以驱动。这台发动机对航船的作用效果与多个船帆对船的作用效果是一样的。②数只蚂蚁才能挪动的一片树叶,仅一只甲克虫就可以挪动它,那么,这只甲克虫的作用力在效果上是一样的。
2、请同学们举出生活中的实例说明一个人用力作用的效果与两个人共同用力作用而产生的效果相同.
例1:两个小孩一同努力可以提起一桶水,一个大人就可以提起来.
例2:一个人拉一辆车拉不动,再有一个人在后边推就可以把车推动,如果一个力气大的人一个人就可以拉动.例3:一根木头一人扛起来比较费劲,如果两个人一人扛一头则可以比较轻松的扛起来,但效果是相同的.
有何发现?一个大人对水桶的_________的作用效果与两个小孩同时对水桶的_________的作用效果是相同的,也就是说大人的_____个力的作用效果和小孩的_____个力的作用效果是_________。我们就说,这“一个力”是那“两个力”的_________,那“两个力”是这“一个力”的________。
拓展:当几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力就称为那几个力的___________,那几个力就叫这个力的__________。
温馨揭示:对合力与分力的几点理解。
合力不是物体受到的另一个力,只是跟几个力共同作用的效果相同的“力”。分力是实际存在的,合力是等效替代出的假想的。
分力与合力都作用在同一物体上。
合力并非“和”力,不能简单地加减得出,应根据实际情况分析。
[及时练习1]关于合力与分力,下列说法正确的是( )
A、一只水桶能被两个小孩提起,也能被一个大人提起,所以水桶受到了三个力的作用B、合力就等于分力之和
C、合力和分力都是实际存在的力D、合力的作用效果可以替代分力的作用效果
2、什么叫力的合成? 。力的合成有多种情况,最简单的力的合成是 的力的合成。
F1 F2 F
F1与F2同向 大小 大小 大小
方向 方向 方向
F1与F2反向 大小 大小 大小
方向 方向 方向
二、科学探究:同一直线上力的合成的规律
1.同一直线上的二力的合成有哪两种情况?
2.如何设计实验探究同一直线上两个力的合成。
(1)实验设计:如何知道一个力就是另外两个力的合力?
(2)分组实施探究,在课本P24的表格中记录结果,并分析得出结论。
[及时练习2]下图是小明在探究同一直线上两个力的合成的实验图。图中粗线为橡皮筋,其原长为AE,受力后伸长为AE′,钩码每个重0.5N。
根据以上实验结果,分析讨论同一直线上二力合成的情况:
当两个分力方向相同时,合力的大小如何?方向怎样?
当两个分力方向相反时,合力的大小如何?方向怎样?
由此可得出结论:
a.同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小___________,方向跟这两个力的方向____________。合力的表达式:_____________________;
b.同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小___________,方向跟______的力的方向相同。合力的表达式:_____________________________
拓展思考:(1)同一直线上多个力合成:先求出任意两个力的合力,再求这个合力与第三个力的合力,以此类推,就可以完成多个力的合成。
(2)不在同一直线上的两个合力,介于在同一直线上的两力的最大合力(___________)与最小合力(___________)之间。(括号内填“同向”或者“反向”)
[及时练习3]把一个重力是5N的足球竖直向上抛出,假定运动过程中空气对它的阻力恒为0.5N,则足球在竖直上升和下落过程中所受的合力分别是( )
A.5.5N 5N B.5.5N 4.5N C.4.5N 5.5N D.5N 4.5N
[及时练习4]从树上落下的苹果,在下落过程中受到重力和空气阻力的作用,关于苹果的受到的合力的大小和方向,正确的是( )
A、大于3N,方向向上 B、小于3N,方向向上
C、大于3N,方向向下 D、小于3N,方向向下
[及时练习5]在世界女排锦标赛上,我国排球队长冯坤发球时,把球竖直向上抛出,则( )
A球上升和下降过程中,受的阻力方向都向上B球上升和下降过程中,受的阻力方向都向下
C球上升的过程中,受到的重力和阻力,合力方向向下D球下降的过程中,受到的重力和阻力,合力方向向上
理解:①合力的概念是建立在“等效”的基础上,也就是合力“取代了分力,因此合力不是作用在物体上的另外一个力,它只不过是替了原来作用的两个力,不要误认为物体同时还受到合力的作用。②两个力合成的条件是这两个力须同时作用在一个物体上,否则求合力无意义。
【课堂展示】
1、物体在水平方向受到两个力的作用,该两个力的合力如图8—15所示,已知F1=35 N,方向向右,则另一个力F2的大小和方向是( )
A.15 N,向右 B.55 N,向右 C.15 N,向左 D.55 N,向左
2、图中,甲同学用力100牛,乙同学用力200牛(二力在同一直线上),则:在(1)图中,合力为_______牛,方向_____________;在图(2)中,合力为_______牛,方向______________.
3、研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验如图所示,实验过程中,需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧,这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达__________的位置(先填“不同”或“相同”).
4、如图7---49甲所示是用250N的力竖直向上提起重为200N的水桶,用图示表示出水桶所受的合力.
5、小红和小明沿着水平方向推、拉一辆小车,如图7—49乙所示,在图中以“0”点代表小车,用力的图示法画出他们对小车的合力.
6、小红同学用200N力竖直向上提一个重150N的水桶,水桶受到的合力为_________________N,方向是_____________________。
7、物体受到同一条直线上两个力的作用.合力的方向向东,大小为20N,已知其中一个力的大小为60N,方向向西,另一个力的大小是___________N,方向是_______________。
8、用8牛竖直向下的力把重5牛的木块紧紧压在地面上,地面受到的压力是 牛;如果用同样大小的力把同样重的木块紧紧压在天花板上,天花板受到木块的压力是 牛.
9、小红同学用200N力竖直向上提一个重150N的水桶,水桶受到的合力为 N,方向是 。
10、跳伞运动员连同装置共重700N,他在飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为 ,合力的方向是 。
11、将重为4N的足球竖直向上踢出,足球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为2N,则足球受到的合力大小为 N。
4、物体受到同一条直线上两个力的作用.合力的方向向东,大小为20N,已知其中一个力的大小为60N,方向向西,另一个力的大小是 N,方向是 。
12、作用在同一物体上的两个力,方向相反且在同一直线上,大小分别为Fl=8N,F2=15N,则它们合力的大小为 N,方向跟 的方向相同.
13、若甲、乙两个同学沿着同一直线在光滑水平面上推一张桌子,其合力为100N方向水平向右,若甲用80N的力水平向右推,则乙用 N的力水平向 推。
14、两个力的大小分别是20N和40N则它们合力的最小力为 ,最大力为
15、作用在同一个物体上的两个力,其合力的最大值是14N最小值是2N,则这两个力的大小分别是 N和 N。
16、关于同一直线上二力的合力,下列说法中正确的是 ( )
A.这两个力越大,合力就越大 B.这两个力越大,合力就越小
C 合力的大小与两分力的大小和方向都有关 D.合力一定大于其中任一分力
17、关于同一直线上两个力的合力,下列说法正确的是 ( )
A .合力可能大于其中任何——个力 B 合力为零时,物体的运动状态一定不变
C .合力为零时,两个力的力的三要素相同 D.合力为零时,两个力一定大小相等,方向相反
18.关于两个力合力的大小,下列说法正确的是
A. 不可能等于零 B.或者等于二力之和,或等于二力之差
C . 不一定大于其中较大的力 D 可能小于其中较小的力
19、粉笔盒重10N,黑板擦重5N,现将黑板擦放在粉笔盒上再一起放在讲桌上,这时桌子受到的压力大小为( )
A.10N B.5N C 15N D.20N
20、某物体受到了两个力的作用,它们分别是5N和7N,则这个物体受到的合力的大小是( )
A .可能是2N B.一定是2N C.可能是12N D.一定是12N
21、已知合力的大小为8N,其中一个水平向左的分力为6N,则在同一直线上另一个力的大小为( )
A.2N B 2N或14N C 6N D.14N
22、两个同学共同通过一根绳子水平拉重100N的物体,使其向右滑动,如图7--47所示,F1=200N,F2=300N,则物体受到的合力为 ( )
A.600N B 500N C. 300N D.100N
23、放在水平桌面上的弹簧测力计,两个人分别沿水平方向向相反的方向拉它,弹簧测力计的示数为9N,两人用力的大小是( )
A. 一人用力6N,另一个用力3N B.每个人的拉力是4.5N C.一个人用4N力,另一个人用5力 D 每个人拉力都是9N
24、同一直线上的两个力F1和F2作用在同一物体上,已知F1=20 N,F2=30 N.它们的合力可能是( )
A.大小为50 N,方向与F1相反B.大小为50 N,方向与F2相反C.大小为10 N,方向与F1相同D.大小为10 N,方向与F2相同
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7.3 力的平衡导学案
学习目标
1.理解二力平衡的条件
2.判断物体在平衡力作用下的运动状态
3.根据物体的运动状态,分析物体受力情况
【自主学习】
一.什么是平衡?什么叫二力平衡?(结合书本P47)
例题:1.重力忽略不计的弹簧,上端固在天花板上、下端悬挂一个小球,处于静止状态,请作出小球受力的示意图。
2.如图所示,正在匀速上升的气球, 请作出气球受力的示意图 (不计空气阻力)
3. 重为2N的小球抛出后的运动轨迹如图所示,画出小球在A位置时所受力示意图(不计空气阻力)。
问题:图1和图2中,小球和气球,处于怎样的运动状态?受到哪些力?
图3和前面的一样嘛?又受到哪些力?
总结: 叫平衡状态,此时作用下,物体的运动状态 改变。此时物体受到的力叫做平衡力。
特殊的平衡状态: 叫二力平衡
(二力平衡可以推广到某个方向上的二力平衡,如图4)
例1.下列受到平衡力的物体是( )
A、平直公路上加速行驶的汽车。 B、正在刹车的汽车C、用细线系住一个小球使其做匀速圆周运动。 D、静止在桌面上的粉笔盒。
练习.下列受到非平衡力的物体是( )
A.匀速直线行驶的汽车。 B.用力搬一块大石头,但没有搬动。C.静止在地面上的桌子。 D.从滑梯上加速下滑的小孩
二.探究二力平衡:
猜想:相互平衡的两个力,他们的大小 ,方向 ,作用在 物体上。
设计实验:
进行实验:
小丽同学在探究二力平衡条件的实验中,将系于卡片两对角的线,分别跨过左右支架上的滑轮,并在两个线端挂上相同的钩码,观察卡片在什么情况下处于平衡状态.
1) 在纸片处于平衡状态后,小丽用剪刀将纸片一剪两半,砝码和半张纸片会向两侧掉去.这样做说明了什么?
2)如图,在纸片处于平衡状态后,小丽把小卡片转过一个角度,使小卡片受到的两个拉力大小相等,方向相反.松手后,卡片却不能保持平衡.她这样做说明了什么
3)事实上,小丽的实验并不是非常严谨的,因为小卡片本身还有重力.这对小丽的实验结论是否有影响.请作简要说明.
得出结论:
三.二力平衡的条件 当两个力 此时两个力作用下,物体处于 ,物体的运动状态 改变; 若物体的运动状态改变,则物体受到 的作用,此时两个力大小 相等。
概括:二力平衡条件用四词概括“同体,等值,反向,共线”。
相互作用的力 两个物体间相互作用的两个力大小相等,方向相反。这一对相互作用的力,叫做__________和____________。
【理解】
(1)作用力和反作用力总是大小__________,方向____________,作用在同一条直线上。
(2)相互作用的两个力分别作用在两个物体上,也就是说作用力的施力物体是反作用力的_______________。如人站在地面上,人对地面的____________和地面对人的____________是一对相互作用力,压力的施力物体是_________,它也是__________的受力物体。
『例1』下列各组力中,不属于相互作用力的是( )
A走路时,脚给地往后的力和地给脚向前的力B游泳时,手给水向后的力和水给手向前的力
C鸟飞行时翅膀给空气的力和空气给翅膀的力D静止在桌面上的苹果受到的桌面的支持力和地球对它的吸引力
物体受力条件 物体运动状态 说明
静止匀速直线运动 平衡状态 力不是产生(维持)运动的原因,惯性是维持物体运动的
受非平衡力合力不为0 力是改变物体运动状态的原因
平衡力与相互作用力比较(重点):
相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上不同点
不同点:平衡力作用在一个物体上,相互作用力作用在两个物体上!
力和运动状态的关系:
例2.天花板上吊一盏灯,吊线的重力忽略不计,下列各对力中属于平衡力的是 ( )
A.灯受到的重力和吊线对灯的拉力; B.天花板对吊线的拉力和吊线对灯的拉力;
C.灯对吊线的拉力和吊线对灯的拉力;D.天花板对吊线的拉力和吊线对天花板的拉力.
练习1.关于平衡力,下列说法中正确的是( )
A、物体只有静止时受到的力才是平衡力B、作用在一条直线上的两个力,大小相等、方向相反,这两个力一定是平衡力
C、物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态D、物体受到的拉力和重力大小相等,这两个力一定是平衡力
2.如图,一位同学用水平推力推停在地面上的汽车,但没能推动,则下列正确的是( )
A.因为推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动B. 因为推力小于汽车的重力,所以汽车未被推动
C.虽然汽车未被推动,但推力等于汽车所受的阻力D.虽然汽车未被推动,但推力一定等于汽车的重力
四.二力平衡的应用:
如果一个物体在两个力的作用下保持静止或做匀速直线运动,则这两个力一定是对平衡力,这两个力一定满足二力平衡的条件。
【展示交流1】
习题训练
1.在图1所示各图中,属于二力平衡的是( )
2.一个物体只受到两个力的作用,且这两个力的“三要素”完全相同,那么这个物体( )
A、处于静止状态或匀速直线运动状态。 B、一定改变运动状态。C、一定做匀速直线运动。 D、一定处于静止状态
3.一个墨水瓶放在水平桌面上,下面各对力中属于平衡力的是( )
A、桌子受的重力和墨水瓶受的支持力 B、桌子受的压力和墨水瓶受的支持力
C、桌子受的重力和墨水瓶受的重力 D、桌子对墨水瓶的支持力和墨水瓶受的重力
4.一个物体受到的的重力是50牛顿,当把它吊在空中静止时,它受到的拉力是______牛顿,若使它以1米/秒的速度匀速上升时,它受到的拉力是_____50牛顿(“大于、小于、等于”)。
5.重2000N的热气球匀速竖直上升,则热气球受到的上升力是 N;如在某一时刻从热气球上掉下一个重物,热气球将作什么运动?
6.下列物体中,受到平衡力作用的是( )
A.刚开始发射的火箭 B.竖直向上抛出的石子 C.沿光滑斜面滚下的小球 D.水平公路上沿直线匀速行驶的汽车
7.同步卫星与地球的自转周期相同,好像静止在我们上空,由此推知 ( )
A.同步卫星的运动状态不变,它一定不受外力作用B.同步卫星的运动状态不变,它一定受平衡力的作用
C.同步卫星好像静止在我们上空,所以肯定不受重力作用 D.同步卫星环绕地球转动,运动状态不断变化,一定受非平衡力的作用
8:用100N的力水平向右推一木箱,但没有推动,则与推力相平衡的力是 ,方向 ,大小是 。
【展示交流2】
1.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)、甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置如图甲乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理,其原因是:____________________ ____________。
(2)、保持F1与F2相等,用手将小车扭转到图15中的位置,松手后,小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足哪个条件?_____________________。
(3)、在实验中,丙组同学又选择了如图16的装置,把小卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码也探究“二力平衡条件”实验,它的实验装置比乙更合理的优点是 .
2.、如图所示,方形卡片的两对角线分别用线系住,并跨过支架的左右滑轮,线的另一端挂钩码,两边钩码相同时,可以认为对小卡片的拉力大小相同,否则拉力的大小不同。
现象:两个力大小相等时,卡片将 ;
两个力大小不相等时,卡片将 ;
结论:两个力要平衡,大小必须 。
3、在平直公路上匀速行驶的汽车受到的阻力大小______汽车的牵引力.
4、用钢丝绳系上一个重为500 N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是______N.
5、重104N的车厢,在103N水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是______N;若将拉力增大,则车厢速度将______;若拉力减小,则车厢速度将______.
6. 汽车在1500牛牵引力作用下,沿水平路面向东做匀速运动,汽车受摩擦力为______牛,方向向_______;若汽车行驶的牵引力减小为1200N,则汽车将做______运动. 汽车所受合力是______N,方向向_______。
7. 起重机的钢丝绳吊着5×103N的重物,当物体以0.5m/s的速度匀速提升时,钢丝绳对重物的拉力是_____N;当物体以1m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对重物的拉力______5×103N;当物体以1.5m/s的初速度加速提升时,钢丝绳对重物的拉力______5×103N;当物体以1.5m/s的初速度减速提升时,钢丝绳对重物的拉力_____5×103N,当物体静止在半空中时,钢丝绳对重物的拉力_______5×105N。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
8、某工地的起重机要吊装一个工件,该工件重1200N.当起重机以2m/s匀速吊着工件上升时,起重机的钢绳受到的拉力为 N;当起重机以5m/s速度匀速吊着工件下降时,钢绳受到的拉力为 N,拉力的方向为 ;当起重机吊着工件以4m/s的速度沿水平方向做直线运动,工件受到的拉力为 .
9、如图所示,用150N的力将重100N的物体压在竖直的墙壁上,物体恰好沿直线匀速下滑。
在图中画出物体下滑过程中受到的力的示意图;
试确定物体受到墙壁的摩擦力的大小和方向;
若在所加的压力不变的情况下,要是物体沿竖直方向向上匀速直线运动,那么应对物体施加多大的力?
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第八章 压强8.1 压强导学案
学习目标:
(1)知道什么是压力,会画压力示意图;
(2)通过探究知道影响压强大小的因素,并能建立压强定义公式;
(3)知道SI制中压强单位“帕”(Pa);
(4)通过探究,培养探讨精神以及测量、计算、表达能力和解决实际问题的能力
学习重点、难点:压强的概念及增大和减小压强的方法;压力和重力的区分及压强的计算,压强公式的灵活运用
自主学习
1)、知识回顾
1、力的两个作用效果是 和 。
2、在前面的学习中,我们探究摩擦力大小的因素实验,主要采用的研究问题的方法是 。
3、讨论确定:1cm2= m2 1mm2= m2
探究问题一:压力
1、压力定义:____________________________________
压力大小 ;压力的方向:__________________压力的作用点:__________________
(注:压力并不一定由重力产生,.只有静止放在水平地面上的物体对地面的压力才等于重力.)
例题.图3中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
自学检测
1.重力为10牛顿的足球放在水平桌面上,地面受到的压力为______,方向________。 2.画出吊在墙壁上的小球对墙壁的压力。
3.画出图钉对墙的压力的示意图。
探究问题二:压力作用效果
小小的蝉可以把口器插入坚硬的树皮,体态庞大的骆驼却可以凭借宽大的脚掌成为沙漠之舟,这是为什么呢?自己用笔尖和笔帽扎手,体验有什么不同的感觉?这些现象都是 作用的效果。
探究 :压力的作用效果与什么因素有关?
(可参看课本P76“探究”框题的内容进行探究,也可利用身边的海绵,玻璃杯,钩码探究压力的作用效果与什么因素有关,并做好记录。)
提出问题:压力作用效果的大小与什么因素有关?
猜想:影响压力作用效果的大小的因素可能有: 、 、
实验器材:用钉子做腿的小桌,砝码,装有沙的容器
设计实验:
进行实验,收集证据(小组合作、积极探索并做好记录):
分析论证:
(1)分别用小桌的桌面和桌腿放到沙子上,发现放______时沙子陷得深。表明:_________相同时,________越_______,压力的作用效果越明显。
(2)用桌腿放到沙子上,观察此时沙子的凹陷程度,再往小桌上放上砝码,发现沙子的凹陷程度变_______了。表明:__________相同时,________越______,压力的作用效果越明显。比较 和 [填甲 乙 丙 ] 可知,当受力面积相同时,压力越__________,压力的作用效果越明显;比较________和________ [填甲 乙 丙 ]可知,当压力相同时,受力面积越________,压力的作用效果越明显。
(3)上述实验采用了什么物理研究方法?
结论:影响压力作用效果的大小的因素有: 、
思考:此实验用到的方法是:
探究问题三:压强计算 阅读教材77页“压强”框题内容人,并自学例题,完成下面的内容。
(1)定义:物理学中把___ ___叫做压强。
(2)意义:它是表示 的的物理量。
(3)压强的计算公式是___________ 。
(4)公式中,各物理量的单位分别是______、______、______。
(5)公式变形后 F=______, S=______。
说明:1)压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在水平面上时,如果物体不受其他力,则压F=物体的重G(自然平放).
2)使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(平放时F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分,不是物体的底面积)。
例题:请计算:一块砖平放在地面上,砖的重量约20N,与地面接触面积为0.03m2,计算砖对地面的压强。
探究问题四:压强的增大与减小
自学课本P78“怎样减小或增大压强”内容和“想想议议”部分的插图, 讨论一下各图中哪些是要增大压强,哪些是要减小压强,它们各自采用了什么方法 并填写下面的空格:
推土机具有宽大的履带是通过___________的方法来______压强的, 而它锋利的土铲是通过______________的方法来_______压强的;
斧头具有很窄的刃是通过________________的方法来________压强的;
铁轨铺在一根根枕木上是通过____________的方法来_________压强的.
蝉是通过____的方法来______压强的,从而能使它的口器容易插入树皮;
骆驼有宽大脚掌,是通过____的方法来____ 压强的,则不会陷沙中很深.
进一步总结:根据压强公式P=F/S,得出:
要增大压强,可保持______不变,增大______; 也可保持______ 不变,减小_____;
要减小压强,可以保持______不变,增大______;也可保持______ 不变,减小______ ;
例题:质量是50kg的一位同学站在水平地面上, 每只脚与地面的接触面积是200cm2,问:g=10N/kg
①该同学对地面的压强多大?
②该同学能否站在承受最大压强为700Pa的泥地上?(交流、讨论合作探究中的结论,实验中还发现那些问题?)
【课堂展示1】
1、关于压力,下列说法正确的是:( )
A、压力的方向一定垂直于物体间接触表面 B、压力的大小一定等于物体的重量
C、压力的方向有时垂直于物体间接触表面,有时不垂直于物体间接触表面
2、拖垃圾安装履带是为了_________压强。钢丝钳铅口要薄些是为了_________压强。
①有“沙漠之舟”称号的骆驼的体重比马的体重大不了一倍,却长有马蹄子面积三倍的脚掌,是为了_________压强 ②号称“森林医生”的啄木鸟长有细长而坚硬的尖喙,便于啄开树皮,是为了_________压强 ③用螺栓紧固机器零件时,在螺母下垫垫圈,是为了_________压强 ④要把图钉按在较硬的木板上,需要更大的力,是为了_________压 ⑤拖垃圾安装履带是为了_________压强。⑥钢丝钳铅口要薄些是为了_________压强。
3.一块砖可平放、侧放、竖放,平放、侧放、竖放时,对地面的压力相同,等于砖的___________,___________时受力面积最大,因此对地面的压强___________;竖放时受力面积___________,因此对地面的压强___________.
4.你双脚站在水平地面上,如果想使你对地面的压强增大一倍可以_____,这是因为______.
5.用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可使劲切,这是利用_____ 的方法来____;或在磨刀石上把刀磨一磨就容易切了,这是利用_____的方法来___ .
6.已知图钉帽的面积是1 cm2,图钉尖的面积是5×10-4 cm2,手指对图钉帽的压力是20 N,那么图钉尖对墙的压强P2是_____Pa,手对图钉帽的压强P1是_____Pa,P2是P1的_____倍.
7.下列对实例的解释正确的是( )
A.雪上飞机的轮子上装有雪橇主要是为了增加飞机在雪地上滑行的速度 B.图钉的钉帽的作用是为了减小钉帽对手的压强 C.铁轨铺放在枕木上是为了减小列车对地面的压力 D.溜冰时如果发现冰面有断裂的迹象应立即快速翘脚跑开
8.下面对压强的理解正确的是 ( )
A. 物体密度越大,对接触面的压强就越大 B. 物体体积越大,对接触面的压强就越大
C. 物体重力越大,对接触面的压强就越大D. 压力一定时,受力面越大产生的压强越小
9. 下列情况中,人对地面压强最大的是 ( )
A. 人站立在地面时 B. 人单脚着地,另一脚向前跨步时 C. 人蹲在地上时 D. 人席地而坐时
10.如图所示,用50牛的水平推力将20牛重的物体A压在竖直墙壁上,物体A与墙的接触面积为0.01米2,则物体对墙的压强为 。
11.一块重30N的砖,用20 N的力压在竖直的墙上,该力与墙面垂直,则墙受到的压力是 ________ 。
12.下列各事例中是为了增大压强还是减小压强?把序号填入横线。 增大压强的有___________,减小压强的有_______________。
A.插入软包装饮料盒的吸管一端被削得很尖。 B.埋电线杆时要垫上一块基石。 C.拖拉机安装履带。
D.滑冰时穿带有冰刀的鞋。 E.螺钉下要装垫圈
13.我们睡在席梦思床上比睡木板床舒服,这是什么原因?请你解释一下。
14.被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上,它的质量为400 kg,每只脚掌的面积为 2×10-2 m2.则:
(1) 骆驼对沙面的压力为_________________________;
(2) 骆驼对沙面的压强为_________________________;(g=10N/kg,写出带公式的运算过程)
(3)骆驼脚掌约为马蹄掌的三倍,这样大的脚掌好处是___________________________。
【课堂展示2】
1、被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在沙面上,它的质量为400kg,每只脚掌面积为2X10-2m2,问:骆驼对沙面的压力是多大?骆驼对沙面的压强为多大?骆驼的脚掌为马蹄掌的倍,这样大的脚掌有什么好处?
2、在封冻的冰面上,若人的每只鞋底面积是125 cm2,体重为500 N的人恰好可以通过,如果每只鞋底面积是175 cm2,体重为500 N的人最多可以负重多少通过冰面?
3、双休日,小段一家人去动物园游玩时.小段给妈妈和小象拍了一张合影.在拍摄现场的沙地上留下了小象和妈妈的脚印,小段发现小象的脚印还没有妈妈的脚印深.如果小象的质量是2t.此时小象的触地面积约为2500cm2;妈妈的体重为500N,所穿的“远征牌”皮鞋每只触地面积为20cm2,请你通过计算解释这个现象.(g取10N/kg)
4、 一辆质量为50t的坦克在水平地面上,每条履带与地面的接触面积是1.5平方米.一颗图钉针尖的面积是0.05平方毫米,手指对图钉帽的压力时20N.试比较坦克对地面的压强与图钉对墙面的压强的大小.
① 坦克对地面的压力大小与哪个力大小相同 ②坦克与地面的接触面积与一条履带面积是否相同
③图钉尖对墙的压力与手对图钉帽的压力什么关系
5. 底面积为2 m2的长方体木箱放在水平地面上,如图3所示,木箱重100 N,水平桌面面积为1.5 m2.则木箱对桌面产生的压强是多大
6. 手指作用在图钉帽上的压力是20 N,已知图钉帽的面积是1 cm2,图钉尖的面积是0.05 mm2,则图钉尖作用在墙上的压力、手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强分别是多大?
7、一个人的质量约为45kg,每只脚接触地面的面积大约为150cm2,求人站立时对水平地面的压强是多少 (g=10N/Kg)当人行走时人对地面的压强比站立是变大了还是变小了?
8、体重为475N的芭蕾舞演员单脚立在水平地面上,与地接触面积为9.5cm2 ,大象体重60000N,每只脚掌面积600cm2,谁对地的压强大?
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8.2科学探究:液体的压强导学案(1)
学习目标
1.了解液体内部存在压强及其规律。
2.了解液体压强的大小跟什么因素有关。
学习重点:理解液体内部压强的规律和公式,能用其解释生产、生活中的问题。
自主学习
探究一:液体压强的特点:
固体由于重力而对支撑面产生压力,从而产生压强。那么将水装在容器中底部和侧面会受到水的压强吗?利用废旧饮料瓶做图14.2—2实验.水会从侧壁小孔喷出来是因为 ,你会发现水越深,喷得越 。水从小孔喷出的距离越远说明 。若在瓶底开一小孔,一定 (填会或不会)有水流出来。这说明 。
(1)观察下列两幅图A图在两端开口的玻璃管下方扎上橡皮膜,B图在侧边开口处扎上橡皮膜,容器加入水后,蒙在容器底的橡皮膜会 (凸起或凹陷),表明水对 产生了压强,猜想一下原因是 , 也可以看到侧壁的橡皮膜向 (凸起或凹陷),说明了水对容器的 产生了压强。猜想一下原因 ;实验验证
结论:1) 液体对____________和_______________都有压强作用
2)液体压强产生原因 ,
探究二:液体内部压强大小有哪些因素呢?
1.测量液体内部压强的仪器:_____________.
2、压强计构造: , 。
3使用方法:
1)、无力作用薄膜时,U形管两液面高度差为 ;用手压薄膜时,U形管两液面会产生高度差
2)、对薄膜压力越大,对薄膜的压强越 。U形管两液面高度差越 。例如图丙,当把压强计探头向下放入液体中时,U形管左右两侧液面出现高度差,说明液体对浸入其中的物体有__________的压强(向上、向下)。
猜想A 在同一深度,液体内部向各个方向都有压强,且向各个方向的压强相等;
猜想B 液体的压强跟深度有关;
猜想C 在深度相同时,不同液体的压强还跟它的密度有关.
实验步骤:为了检验上述猜想是否正确,某同学进行了各图所示的操作:
序号 液体 深度/cm 橡皮膜方向 压强计液面高度差/mm
A 水 3 向前
B 3 向下
C 3 向上
D 1 向下
E 6 向下
F 盐水 6 向下
分析论证:
比较代号为A.B.C三个图,可以说明_______________________________即猜想A正确;
②比较代号为B.D.E.的三个图,可以说明________________________________,即猜想B正确;
③比较代号为E.F的两个图,可以说明__________________________________,即猜想C正确.
讨论总结:各学习小组讨论总结液体内部的压强规律是:
①液体内部向________________都有压强;
②液体内部的压强随深度的增加而________;
③同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强大小________.
④液体的压强与液体的密度________(填“有”、“无”)关,在同一深度密度越________压强越大.
原因:由于液体的 和 性
【课堂展示】
1.关于液化压强,下面说法中正确的是 ( )
A.液体压强是由液体重力产生的,所以液体越重,产生的压强越大B.因为P=F/S,所以液体压强与容器底面积大小有关
C.由于重力的方向总是竖直向下的,因而液体内部只有向下的压强D.液体压强只与液体的密度和深度有关
2.一个密封的啤酒瓶内装有一定质量的水,若把它倒置,则水对啤酒瓶口的作用情况是( )
A.压力增大 B.压强增大 C.压强不变 D.压力不变
3.如图所示三个容器,底面积相等,若都装入相同质量的酒精,则酒精对容器底部的压强:( )
A.一样大 B.A最大 C.B最大 D.C最大
4.如图所示的“帕斯卡裂桶实验”,木桶内装满水,桶的顶部竖立着一根细管,一人在三楼的阳台上向细管内只倒入了几杯水,木桶就被水压破了,这一实验表明,影响液体内部压强的因素是液体的:( )
A.质量 B.深度 C.密度 D.体积
5.小明同学用U形管压强计研究甲、乙两种液体内部的压强规律,记录实验数据如下表所示。(液体甲的密度小于液体乙的密度)
液体甲 液体乙
实验序号 金属盒深度/㎝ 形管两侧液面高度差/㎝ 实验序号 金属盒深度/㎝ 形管两侧液面高度差/㎝
1 10 6 4 10 7
2 20 11 5 20 13
3 30 15 6 30 18
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是: 。
(2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在相同的深度处,液体的密度越大,液体的压强也越大。
6.一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则
A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.无法判断
7.如图所示,当试管从倾斜放置到竖直放置的过程中,水对试管底部的压强
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
8.甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图.设液体甲的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系是
A.ρ甲=ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲>ρ乙 D.无法确定
9、如图所示,容器中盛有一定量的水,并静止放在斜面上,容器底部A、B、C三点的压强PA、PB、PC的大小关系是:
______________.
10.小明在学习液体压强时,用压强计做了如下实验,获得下表数据:
据表中信息,判断小明研究的问题是( )
A.液体压强与液体深度的关系 B.液体压强与液体密度的关系 C.液体压强与液体温度的关系 D.液体压强与气压的关系
11、如图所示的四种河堤设计方案,其中最合理的是 ,最不合理的是 。
12、如图7-25所示,甲、乙两个相同的烧杯中分别盛有水和盐水,
液面相平,,A .B在同一深度,比较A.B..C三点的压强大小,则PA____PC, PA____PB
13、著名的“木桶理论”:是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”.那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重 C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
14、在桌面上放着四个底面积不同的容器A、B、C、D都装有高度相同的同种液体,如图所示,则容器底受到液体的压强关系为:( )
A、 B、C、 D、由于底面积不同所以无法判断
15、一个装满水后瓶盖密封的硬塑料瓶, 放在水平桌面上(如图甲所示),水对瓶底的压强为p1,瓶底对桌面的压强为p1′;将瓶倒置后(如图乙所示),水对瓶盖的压强为p2,瓶盖对桌面的压强为p2′,则( ).
A.p1>p2 p1′>p2′ B.p1=p2 p1′<p2′ C.p1<p2 p1′<p2′
16、瓶内装部分水后密封放置(图甲),水对瓶底的压强为P,压力F;若将其倒放(图乙)水对瓶盖的压强为P/,压力F/,则( )
A.P>P/ B.P<P/ C.F>F/ D.F=F
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8.2 科学探究:液体的压强导学案(2)
自主学习
探究点三:液体压强大小的计算
1.液体内部压强的公式推导:某一液体(ρ)某一深度(h)处的压强(p)有多大
(1)通过假想液体柱的办法,仿照固体压强的计算方法,写出来:
①水柱体积V= Sh (=10cm3),
②水柱质量m= ρSh (=10g),
③水柱重力G= ρgSh (=0.1N),
水柱对底面压力F= G (=0.1N),
④底面受到压强p= ρgh (=1000Pa);
(2)公式: ;
(3)注意: ①单位ρ用 ,h用 ,p才是Pa,
②液体的压强只跟 和 有关,深度(h)是指液面到液面下某一点的垂直距离。
③液体压强跟所取 无关。
(4)该公式的使用范围
2.探究点四:连通器
阅读连通器部分
叫连通器,其特点是 。
举出三个生活中连通器的例子: 。
左图中,哪些是连通器?
连通器原理:连通器里的水不流动时,各容器中的水面总保持相平。
阅读“三峡船闸”,若船从上游驶往下游,说明在哪个阶段,船闸的哪些部分会组成连通器。
3. 探究点五:液体能够向各个方向传递压强。
(3)演示实验2:取两个完全相同的针筒,抽取一样多的水,然后在针头处用橡皮管连接,接着在左边的针筒的活塞上加一个重力为G的砝码,并用刻度尺测出右边针筒内水面上升的高度h。
(4)问题讨论:
①重力为G的砝码加在左边活塞上,对左边针筒内液体产生压强为多少?
②右边针筒内液面上升h产生的压强为多少?得出:密闭液体能够大小不变的传递压强。
(5)帕斯卡人物介绍
(6)帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强能大小不变被液体向各个方向传递。大量实验还表明:帕斯卡定律同样适用于气体。
4、帕斯卡定律的应用
①原理:在液压系统的小活塞上施加较小的力,该力对液体产生的压强,由液体大小不变的向各个方向传递,由于大活塞比小活塞的面积大,于是液体就对大活塞产生较大的压力。(如下左图)
②液压传动的优点:平稳、噪声低、机动灵活、传递动力大。
③液压传动原理的应用:油压千斤顶、汽车制动系统(如下右图)、挖掘机的工作臂、消防车上的升降云梯。
5. 液体压强和固体压强的比较:
固体压强 液体压强
计算公式
计算步骤
影响因素
传递压力压强
平衡条件
说明:由于液体压强公式是由液柱推出来的,所以,只有在柱体情况下,液体压强和固体压强的计算才通用。
【课堂展示】
1.船闸是根据 原理工作的。
2.在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、下两个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从两个小孔流了出来,是因为
,其中下孔流出的水喷得最急,这表明液体的压强随深度的增加而_____。
3.医生给病人吊注生理盐水时,盐水瓶的位置要有一定的高度,是因为 。
4.长江三峡大坝上下游水位差最高可达113 m,上游的船要在船闸中经过5个闸室使船体逐渐降低,每个闸室水位变化二十多米,因而三峡船闸的闸门非常大.其首级人字闸门每扇高39.5 m,宽20.2 m. 倘若门外的水位高30 m,则这扇闸门所受水的最大压强是多少帕?已知闸门所受水的平均压强是最大压强的一半,则这扇闸门所受水的压力是多少牛?(g取10 N/kg)
5、如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
6. 用一块塑料片挡住两端开口的玻璃管下端,竖直插入水中,塑料片为什么不下沉?向玻璃管内缓慢倒水,管内水多高时塑料片下沉 说明理由。
7.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖,这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55 m,水的密度为1.0×l03 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是6 ×105 Pa,那么,最多还能允许水面上升多少米?
8、潜水艇深潜到104m的海底时,科学家们惊奇地发现一条约30cm的扁鱼在海底游动,这条鱼的形状为什么是扁的?他受到的压强是多少?如果将这条鱼拿出水面,它将怎样?
9、如图,一个圆台形容器装了一定质量的水,求A点处水的压强是多大?(ρ水=1.0×103kg/m3,g=l0N/kg )
10、一件潜水服能承受的压强为5×106Pa,问该穿着这件潜水服的潜水员能潜入水下多深处?(用纯水密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/Kg)
11.如图所示,容器中盛有水,其中h1=100cm,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,求:
(1)水对容器顶的压强
(2)水对容器底的压强
(3)水对容器底的压力 (g=10N/kg)
12.一个圆柱形容器,重20N,底面积为2×10-2m2,放在水平桌面中央,在里面装入深10cm的水,求:(1)水对底面的压强(2)容器对桌面的压强.
13.一个水池的深度为2米,池底有一个面积为10厘米2的孔,用塞子塞住,塞子所受水的压强大小为 ________ 帕,塞子所受水的压力大小为 ________牛.(取g=10N/kg)
14、在图示的几种情况中,不能称为连通器的是( )。
15、珠江上,一艘船的船底在水下0.5m处被撞了一个洞,洞口的面积为10cm2,用来堵洞的堵塞物受到水的压力为是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/Kg)
16、下表是小莉用图11所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况.
(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而__________,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的___________有关.
(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,她应控制的量有__________和______________,要改变的是_____________.
(3)小莉同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算,得出金属盒在30mm深处水的压强是__________Pa,而从压强计测出的压强为__________Pa,由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是什么? 答: .
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8.3 空气的“力量”导学案
学习目标
1.知道大气压的产生原因。
2.通过实验,认识大气压确实存在,了解利用大气压强的生活实例,会解释一些简单的现象。
3. 知道托里拆利实验的方法和结果,记住1标准大气压的数值。了解测量大气压的工具。
4. 了解大气压的变化,知道沸点与气压的关系。
自主学习
液体对放入其中的物体有压强,潜水员潜入深水中会被水所压。我们平时感觉不到自己会被空气所压,但空气也有质量。试计算充满你教室的空气质量。(ρ空气=1.29kg/m3))。和液体一样,由于也受到空气 的作用和 性,所以空气内部 方向都存在压强。
在一只太空杯中装入半杯热水,拧紧盖子,放置一段时间后,为什么打不开了?
你会想到用什么办法来打开?____________________________________________________________________________________
探究活动一:大气压的存在
一、大气压强:包围地球的空气又叫大气。空气能流动,因而空气内部向各个方向都有________________________。空气对浸在它里面的物体的压强叫_______________________,简称 ______________________。
二、证明大气压存在的例子
1.著名的马德堡半球实验,________________________实验等实验向人们证实了大气压强的存在。
2.将玻璃杯装满水,仍用硬纸片盖往玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?再慢慢按下图1把杯口向各个方向转一圈,又看什么现象?思考:现象的原因是什么?
3.如图13-83所示实验,甲:瓶铺层砂子;乙:放入点燃浸过酒精的棉花;丙:用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,过一会儿可看到鸡蛋将________________。这个实验也证实了__________________。
结论:大气对浸入其中的物体都有
总结:平时物体内外都有大气压,处于平衡状态,大气压的作用显露不出来,一旦物体内外大气压不等,处于不平衡状态,大气压的作用就显露出来了,为此,我们必须考虑排除物体内部气体:如抽气排气,灌水排气,挤压排气,燃气排气……
三、大气压的利用
1.塑料吸盘。图8是吸盘。将它按在光滑的墙上,排除盘内空气,盘内气压减小,远远小于盘外的大气压,在盘内外气压差的作用下被牢牢压在壁上。
2.用吸管喝饮料。先吸走管内____________,管内____________,远远小于管外的__________,饮料在管内外_______________的作用下被压进管内,进入嘴里。
3.请你写出钢笔吸墨水的原理(模仿上面)
4.抽水机(活塞式抽水机与离心式水泵)也是利用大气压抽水的。
5.注射器排气后封住。
探究活动二:大气压的估测——利用p = F/S
[器材] 容积为20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺。
[实验原理] 。
[步骤]
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内
的空气,然后用一个橡皮帽堵住注射器的小孔。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,立即记下弹簧测力计的示数F。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,读出注射器筒上标注的容积V。
得到活塞的横截面积表达式为: 。
(4)由P=F/S计算此时大气压的数值。
[实验数据]
大气压对活塞的压力F/N 注射器的容积V/cm3 注射器的全部刻度长度L/ cm 活塞的横截面积S/cm2 大气压强的值p/Pa
[讨论]
(1)注射器内气体有部分残留,可造成测量结果 (偏大或偏小);
(2)注射器活塞与筒壁有较大摩擦,可造成测量结果 (偏大或偏小),可采取什么方法减小摩擦带来的误差? ;
(3)该实验过程中造成误差的原因还可能有哪些?
。
如图6。若弹簧测力计读数为F=282N,吸盘与桌面的接触面积为3×10-3m2,求大气压的大小。
探究活动三:大气压的测量——托里拆利实验
(自学教材P101“托里拆利”,了解托里拆利实验)
〖总结〗1. 最早测量大气压的实验是 实验.
2.一标准大气压相当于 厘米高水银柱产生的压强,它的大小约等于 Pa.
3.如果支持水柱的话可以支持10.3m。
学习要求:先独立自主学习,之后小组内交流讨论。
为什么水银柱产生的压强等于大气压:_________________
如果不用水银而换用水,利用你身边的器材能测大气压吗?___________理由__________________________________
做托里拆利实验时,下列情况会对测量结果产生影响的是
A.将玻璃管稍微倾斜一些 B.将玻璃管轻轻上提一些C.换用粗一些的玻璃管 D.将实验地点由一楼改在五楼
探究活动四:大气压的变化
1.大气压的值随高度,天气,季节等因素变化的。离地面越高,大气压____________________。
2.气压计:是测定__________________的仪器。
结论:1).大气压随高度的升高而 (选填“增大”或“减小”);
2).同一地点的大气压不是固定不变的,一般说来,晴天比阴天 ;夏天比冬天 。
3). 大气压的变化还会引起 等自然现象。
探究活动五:大气压影响液体的沸点
如图甲所示,在“研究液体沸点与气压关系”的实验中,用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾后,移去酒精灯,水停止沸腾.过一会儿,将注射器接到烧瓶口上,如图13乙所示,然后向外拉注射器活塞,会看到的现象是____________________________.此实验说明 _______________________________________。
实验表明,一切液体的沸点都是在气压减小时________________,气压增大时 ________。 就是利用这一原理来工作的。
展示交流:
1.如图3,小明用水银气压计在甲、乙、丙三座山上测量大气压,分别得到甲、乙、丙水银柱,则压强最大的地方是_______,海拔最高的是_______。
2.登山运动员在攀登海拔4000m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因( )
A.山峰陡峭,人体能量消耗大 B.高处气温太低
C.高山上空气稀薄,气压偏低 D.该运动员体质太差
3、高压锅的原理是增大_________________,从而提高_____________________。
4、中医用“拔罐”的方法来治病,拔罐通常有两种,一种是通过加热来吸附于人体,一种是通过将活塞旋出来吸附于人体,讨论比较其异同点
5.某同学估测大气对面积是0.27m2 的课桌上表面的压力大约是( )
A.2.7×102N B 2.7×103N C 2.7×104N D 2.7×105N
6.下列事件中,是利用大气压作用的是( )
A.水往低处流 B .医生用针筒把药水推入病人肌肉中C.用吸管吸饮料 D. 深水潜水员用特制的抗压服
7.小明带了几包凉茶冲剂从广州到四川旅游,当上到山顶时,拿出冲剂一看,发现冲剂包鼓鼓的,关于其中原因,你认为小明下列的猜想那一项是合理的 ( )
A.冲剂包内气体压强增大 B.冲剂包内气体受热膨胀C.山顶的气压比山脚的气压低 D. 冲剂包的质量增大
8. 自来水笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按下后松开,墨水吸进橡皮管内,原因是( )
A.弹簧片弹力作用的结果 B.橡皮管有吸引力C.手对橡皮管有压力 D.管外墨水面上大气压大于管内气压
9.下列实验不能说明大气压存在的是 ( )
10.用嘴吸空塑料瓶的瓶口,瓶会变塌,空塑料瓶变塌的原因是_______ 。
11.如图所示,把玻璃杯盛满水(图甲),用硬纸片(重量忽略不计)盖住杯口(图乙)再倒过来,观察到纸片将水托住(图丙),这个事例说明 ,若将杯子转到图丁的位置时纸片会掉下来吗 ,这个事例又说明 。
12\如图所示,把塑料挂衣钩的吸盘紧贴在光滑的墙上,就能用它挂衣服或书包,在解释这个现象时分用以下四句话。
①大气压强把塑料吸盘紧压在墙上;
②把挂衣钩的吸盘紧贴在墙上,塑料吸盘与墙壁之间空气被挤出;
③吸盘与墙之间产生一个很大的摩擦力;
④所以挂衣钩可以挂住衣服或书包。
按照下列哪个顺序排列这四句话,可以把这个现象解释得最清楚( )
A.①②③④ B.②①③④ C.③②①④ D.②③①④
13.把装满水的量筒浸入水中,口朝下,照图那样抓住筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面的部分 ( )
A.是空的 B.有水,但不满 C.充满水 D.以上三种情况都可以
14.下列关于大气压的说法中错误的是 ( )
A.一个标准大气压能支持水柱10m高 B.山顶上的大气压比山脚下的大气压高
C.一个标准大气压下水的沸点是100 0C D.同一地区大气压 也是变化的
15.暑假,小雨和妈妈从沈阳去西藏旅游。返程那天,小雨将已喝了半瓶的矿泉水瓶盖儿拧紧,然后放到旅行箱中带上火车。回到家,小雨惊奇地发现塑料矿泉水瓶变瘪了,这是因为西藏地区比沈阳地区的大气压___ _____(填“高”或“低”)。
16.一次龙卷风发生时,屋外气压急剧降到9×104Pa,当时门窗紧闭,可以认为室内大气压是标准大气压,粗略取作1×105Pa,若室内屋顶的面积为100m2,这是屋顶所受到的内外压力的差可达____ _____N,屋顶足以被掀飞。
17.下列现象不能说明大气压存在的是( )
A.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来 B.用塑料吸管能把饮料吸入口中
C.人潜水时感觉胸口很闷 D.两块玻璃板的表面用水浸湿,将两块合在一起,很难分开
18、下列现象中能说明存在大气压强的是( )
A.潜水员潜入水中越深,所受水的压强越大 B.水从高处流下,生成的瀑布
C.盖在杯子口的纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒出 D.在三峡大坝修建大型船闸
19.制糖厂用沸腾的办法去掉糖汁中的水分,为了不使糖熬焦,沸腾时温度低于100℃,为此应该( )
A.使用高压锅 B.将锅中气压降低到1标准大气压以下C.用小火慢慢加热 D.在糖汁温度达到100℃之前加热
20、把装满水的杯子浸入水中,口朝下,如图1所示那样抓住杯底向上提,在杯口离开水面前,杯子露出水面的部分( )
A.充满水 B.没有水 C.有水但不满,水面上方是空气 D.有水但不满,水面上方是真空
21、生活中处处有物理:(1)生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作,较少用煮的方式,这是由于高原地区的大气压较_________,水的沸点较________的缘故,(2)如图2所示治病输液时,药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C,其中C插管的目的是利用__________使输液能顺利的进行。
22、下列例子中不属于利用大气压工作的是 ( )
A 把药液吸进注射器 B 活塞式抽水机 C 给自行车打气 D 吸在挂衣橱上的挂衣钩
23、下列现象中,不能说明大气压存在的是 ( )
A 堵上茶壶盖上的小孔,壶里的水不容易倒出B用吸管可以把杯中的果汁吸到口中C 托里拆利实验 D 船闸
24. 如图所示是小明发明的给鸡喂水自动装置,下列是同学们关于此装置的讨论,其中说法正确的是( )
A.瓶内灌水时必须灌满,否则瓶子上端有空气,水会迅速流出来
B.大气压可以支持大约10米高的水柱,瓶子太短,无法实现自动喂水
C.若外界大气压突然降低,容器中的水会被吸入瓶内,使瓶内的水面升高
D.当瓶口露出水面时,瓶内的水会流出来,实现给鸡自动喂水
班级 组别 组内评价 教师评价
8.4 流体压强与流速的关系导学案
【学习目标】
1.知道流体的压强与流速的关系。
2.了解飞机升力的产生。
3.通过观察,认识流体压强与流速有关,体验气体压强差产生的力。
4.初步领略气体压强差所产生奥妙,获得对科学的热爱和亲近感。
【自主学习】
阅读讨论:航海奇案
1912年秋天,“奥林匹克”号正在大海上航行,在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶,两艘船似乎在比赛,彼此靠得较拢,平行着驶向前方。忽然,正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似的,一点也不服从舵手的操纵,竟一头向“奥林匹克”号闯去。最后,“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上,撞出个大洞,酿成一件重大海难事故。 究竟是什么原因造成了这次意外的船祸?在当时,谁也说不上来,据说海事法庭在处理这件奇案时,也只得糊里糊涂地判处船长指挥不当呢! 后来,随着科学技术的发展,人们总算明白了,这次海面上的飞来横祸,与流体的压强有关. 流体压强与流速又是什么关系
探究点一:什么是流体?特征是什么?
探究点二: 流体的压强与流速有什么关系
我们打开水龙头,使自来水流过图示装置,可以看到玻璃管中的情况,请你对本实验分析:根据学过的连通器特点:当液体不流动时,各容器的液面总保持 。水流动时,小管中水柱的高度却不相同。根据液体的压强公式 ,也就是说各个粗细管中水的压强就不相同。这个不相同可能会跟什么有关系呢?
(1) A、B、C三处哪处水的流速最大?观察赤水河河道与水流的特点来回答
(2) A、B、C三处哪处压强最小?其物理依据是什么?
(3)流动液体压强大小的规律是什么?
总结:流体在流速大的地方压强较________,在流速小的地方压强较________。
据你得到的规律解释现象:
1、两艘近距离并排的船在同向航行时,常常会不由自主的碰在一起,这是为什么
2.龙卷风到来之前,有经验的人往往是打开而不是紧闭门窗,否则房屋会爆炸,这是为什么
3.有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度 (选填“大或小”),此时,上方空气压强比下方空气压强 (选填“大或小”),这样,“气流偏导器”受到一个向 (选填“上或下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面。
动手做一做并尝试加以解释:
1、在倒置的漏斗里放一个兵乓球,用手指托住兵乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,你观察到的现象是 。原因:吹气时,兵乓球上方空气的流速变 ,压强变 ,兵乓球下方的空气流速 ,压强 ,兵乓球被 了。
2、把两兵乓球放置于两筷子上,向两球中间吹起,你观察到的现象是 。原因:吹气时,两兵乓球内侧空气的流速变 ,压强变 ,两兵乓球外侧的空气流速 ,压强 ,两兵乓球被 了。
3、沿着要下垂的纸面从上方吹气,你观察到的现象是 。原因:吹气时,纸条上方空气的流速变 ,压强变 ,下方的空气流速 ,压强 ,压强差把纸条 。
4、把一根长10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B中用力吹气,你观察到的现象是 原因:吹气时,A管上方空气的流速变 ,压强变 ,A管下方的空气流速 ,压强 ,水被 了。
5、对着两张平行拿着的纸吹气,你观察到的现象是 。原因:吹气时,纸条内侧空气的流速变 ,压强变 ,纸条外侧的空气流速 ,压强 ,两纸条被 了。
探究点三: 飞机的升力
1. 观察:飞机的机翼有什么特点?
2.飞机飞行时升力是如何产生的?
鸟的翅膀的形状是上凸下平,主要作用是什么?
直升飞机能够飞行或盘旋在空中,也是利用了这一原理吗?
飞机升力形成的原因:迎面吹来的风被机翼分成两部分,由于机翼横截面形状上下不对称,在相同的时间里,机翼上方气流通过的路程 ,因而速度较 ,对机翼的压强较 ;下方气流通过的路程较 ,因而速度较 ,对机翼的压强较 ,因此在机翼的上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力。
讨论分析下列问题:(学生小组合作,可以选择有兴趣的1-3个问题进行探讨
(1).在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1 m左右的地方标有一条安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,这是为什么?
(2)、沅江10月5日15时59分,沅江市石矶湖大堤外河发生一起两艘钢制船相撞 ( http: / / news. / html / 2012-10 / 06 / content_20293771.htm" \l """ \t "_parent )事故。
(3).赛车尾翼的导流板。
(4).草原犬鼠的空调系统。
(5)、香蕉球的奥秘
(6)、水翼船的奥秘
(7)、取一兵乓球置于漏斗中,竖直向上或向下,用嘴吹斗口,结果如何,说明一下。
(8)、“穿堂风”为什么能把关着的衣橱门扯开?
【展示交流】
1.王老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律.下面的实验揭示流体压强与流速关系的实验是
2.生活处处有物理,留心观察皆学问.厨房中也包含着很多物理知识.如:抽油烟机在工作,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强 ,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
3.小明坐在汽车上,汽车行驶过程中,开了车窗小明看到车内悬挂的窗帘在向 飘动(选填“车内”或“车外”);这是由于车外空气的流速大于车内,而使车内的气压________车外的气压而造成的(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
4.一次飓风发生时,屋外气压急剧降到9×104pa,当房间门窗紧,屋顶受到的压力足以将屋顶掀翻。(1)为什么屋外气压会急剧下降 (2)举出题中所含原理的一个实例。
5.你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中, 如图所示, 一阵大风吹来, 伞面可能被“吸”, 严重变形.下列有关这一现象及其解释,正确的是
A.伞面被向下“吸” B.伞上方的空气流速大于下方C.伞上方的空气流速等于下方 D.伞上方的空气流速小于下方
6.生活处处有物理,只要你留心,身边的许多物品都可以用来做物理小实验。请你利用一个矿泉水瓶、一块海绵、两张纸、一枚铁钉、适量的水,设计二个物理小实验,要求写出实验的做法、可能观察到的现象及简要的说明。
7.随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐进入百姓家庭,图是小华家购买的一辆小轿车,他发现轿车的外形类似于飞机的机翼。则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速 车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强 车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力 车的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
8.如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气,硬币就可以跳过栏杆。这是因为硬币上方气流速度________下方的气流速度,硬币上方压强________下方压强,产生向上的升力,因此硬币就“跳”过了栏杆。
9.有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度 (选填“大或小”),此时,上方空气压强比下方空气压强 (选填“大或小”),这样,“气流偏导器”受到一个向 (选填“上或下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面。
10.据报道,2009年6月底,达成铁路扩能改造工程完工,行车速度将大大提高。高速列车经过时,若人离铁轨太近容易被吸进铁轨,应特别注意安全。从物理学的角度看,这是因为高速行驶的列车与人之间的( )
A. 空气流速减小,压强增大 B. 空气流速减小,压强减小
C. 空气流速增大,压强增大 D. 空气流速增大,压强减小
11.如图所示,将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中,用电吹风从管口向上吹,那么以下分析正确的是( )
A.球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大
B.球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
C.球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大D.球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
12. 飞机产生升力的原因是:( )
A.气体流速越大,气压越小;B.气体流速越大,气压越大; C.气体流速不影响气压 D.以上说法都不对。
13. 在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1米左右的地方标有一条安全线,人必须站在安全线以外的位置上候车,关于这一现象的解释正确的是:( )
A. 离车越近,车的吸引力越大; B. 防止车上掉下物品砸伤行人;
C. 火车驶过时,空气流速较大,气压会减小,安全线外气压大于线内气压,大气压力会把人推向火车,容易发生事故;
D. 以上说法都有道理。
14. 一场大雪过后,在公路雪地上行驶的小汽车,车后部常常会有雪附着在上面,对于这种现象,下列分析正确的是:( )
A. 汽车与空气摩擦而吸住雪; B. 车上原来有雪;
C. 司机为了保持车体干净而故意做的; D. 汽车行驶时车体两边的空气流速较大,是气压差的作用把雪掀起附着在上面的。
15、1).把两只杯子并排放在一起。2). 把乒乓球放进其中一个杯子里面。3).对着球的上方持续地吹气。 这时你会看到,乒乓球慢慢地浮起来,然后跳到另一个杯子里去了。 注意:要对着乒乓球的上方吹气,如果从其他角度吹气,实验不容易成功。 试一试,想一想,这是为什么?
16、 为了保护轮船在河道中安全行驶,当两船交会时应采取的措施正确的是( )
A、应使两船间距离大些 B、两船应减小速度C、两船应超出原有速度 D、以上措施都可以
17、下列装置中属于利用流体压强工作的是( )
A、滑翔伞 B、降落伞 C、航模飞机 D、氢气球
18、飞机的产生升力的原因是( )
A、气体流速越大,气压越小。 B、气体流速越大,气压越大。C、气体流速不影响气压。 D、以上说法都不对。
19.树叶落在马路上,当一辆高速行驶的汽车驶过路面时,树叶将( )
A.从路中间飞向路边 B.只向上扬 C.从路旁被吸向汽车 D.不受影响
20、电风扇通电后,扇叶高速旋转带动扇叶周围的空气流动,从而形成风,扇叶周围的气体压强与房间里的大气压强相比( )
A、大于大气压 B、小于大气压 C、等于大气压 D、无法确定
21、春天是放风筝的好季节,风筝在空气中飞行利用了下列什么原理( )
A、风筝下方空气流动速度小,空气压强小B、风筝下方空气流动速度大,空气压强大
C、风筝上方空气流动速度大,空气压强小D、风筝上方空气流动速度小,空气压强大
22、如图2所示,是我国海军舰艇赴亚丁湾护航时的情景.护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航,这是因为流体流速大的地方 ,压强 ,当两船高速并排行驶时,容易发生 事故。
23、如图3,诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到:“八月秋风尚怒号,卷我屋上三重茅”,请你分析诗中包含的物理道理
班级 组别 组内评价 教师评价
第九章浮力9.1 认识浮力导学案
学习目标:1. 认识浮力,掌握测浮力的一种方法——称重法
2. 浮力产生的原因。
重难点:1. 在实验的基础上认识浮力,总结出测量浮力的一种方法——称重法2. 理解浮力产生的原因。浮力的大小与哪些因素有关
自主学习
探究一:什么是浮力?
体验活动:托在手中的物理书不会掉下来,是因为书受到手向上 的力,漂浮在水中的塑料瓶不会下沉,是因为它受到