名称 | 【大单元教学】11.2功率 精品课件+教学设计+第十一章《功和机械能》大单元整体设计(人教版) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 15.8MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 人教版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2024-04-08 13:59:29 |
W乙,根据公式可知,P甲>P乙。故A正确,BCD错误。故选A。8.如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示( )A.物体在0~2s时,只受到一对平衡力的作用B.物体在2~6s时,受到的摩擦力为3NC.物体在6~8s内,克服摩擦力所做的功是18JD.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W【答案】D【详解】A.物体在0~2s时,由图可知,物体静止不动,水平方向受摩擦力和拉力,竖直方向受重力和支持力,所以受到两对平衡力的作用,故A不符合题意;B.由图可知,物体在6~8s内,做匀速直线运动,所以摩擦力等于拉力为2N,物体在2~6s时,做加速运动,摩擦力大小与速度大小无关,所以此时摩擦力为2N,故B不符合题意;C.根据速度公式可知,6~8s内物体通过的距离为克服摩擦力所做的功是故C不符合题意;D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是故D符合题意。故选D。9.如图甲所示,一辆总重为的汽车在大小为的牵引力的作用下,以10m/s的速度匀速从斜坡底端爬上顶端,斜坡长200m,高10m。求:(1)汽车爬坡时克服重力所做的功。(2)汽车爬坡时的功率。【答案】(1)1.5×105J;(2)9.6×104W【详解】解:(1)汽车爬坡时克服重力所做的功(2)牵引力所做的功爬坡所用的时间牵引力做功的功率答:(1)汽车爬坡时克服重力所做的功为1.5×105J;(2)汽车爬坡时的功率为9.6×104W。10.“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情景。某次喷洒完后,该车在3×103N的牵引力作用下,匀速通过100m的平直道路,用时20s。求:(1)该车行驶的速度;(2)此过程中该车的牵引力所做的功;(3)此过程中该车牵引力的功率。【答案】(1);(2);(3)【详解】解:(1)车行驶的速度(2)车的牵引力所做的功(3)该车牵引力的功率答:(1)该车行驶的速度为;(2)此过程中该车的牵引力所做的功为;(3)此过程中该车牵引力的功率为。
8.教学反思与改进以往的教学过程按教材的思路进行授课,课堂显得枯燥,学生学习热情不高。本节课教学设计按照新课标的要求和理念,为学生创设了一个熟悉的生活情境,引起学生的注意和思考,再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率,最后让学生用所学知识解决实际问题,学生体会到学以致用的乐趣。教学实践证明,引导学生主动参与研究,教学效果更好。
作业设计
10.2功率课时作业(时间:20min)
【基础训练】
知识点1:功率
1.甲机器的功率比乙机器的功率大,表示甲机器做功比乙机器 。某机器的功率是50kW,表示的物理意义是每秒钟机器做功 J。
【答案】 快 50000
【详解】[1]功率是指做功的快慢,甲机器的功率比乙机器的功率大,表示甲机器做功比乙机器快。
[2]功率的大小表示物体单位时间做功的多少,某机器的功率是50kW,表示的物理意义是每秒钟机器做功50000J。
2.体重相同的小明和小刚两人从千佛山北门沿同一路线登上千佛山,小明是快跑上去的,而小刚是慢跑上去的,则( )
A.两人登山做的功相同,但小明功率大
B.小明登山所做功比小刚多,但功率小
C.两人登山做的功相同,但小刚功率大
D.小明登山所做功比小刚少,但功率大
【答案】A
【详解】体重相同的小明和小刚两人从山脚下沿同一路线登上山,行走的路线相同,所以两人克服重力做功的多少相同;
两人克服重力做功相同,小明是快跑上去的,而小刚是慢跑上去的,则小明用的时间比小刚少,所以小明的功率比小刚的功率大。
故选A。
知识点2:功率的计算
3.在水平地面上,用60N的力沿水平方向拉着重为200N的小车,在10s内前进5m。在此过程中,重力做功 J,拉力做功的功率是 W。
【答案】 0 30
【详解】[1]小车在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J。
[2]拉力做的功
W=Fs=60N×5m=300J
拉力做功的功率
4.如图,五菱宏光mini是一款微型纯电动汽车,其发动机的输出功率为2×104W,它在水平公路上以10m/s的速度沿直线匀速行驶10min时,汽车受到的阻力为 N,牵引力做功 J。
【答案】 2000 1.2×107
【详解】[1]汽车受到的牵引力为
匀速运动,故汽车受到的阻力为
[2]牵引力做功
【能力提升】
1.某工人在水平方向上用130N的力推动重550N的重物,使物体在水平地面上以的速度前进了70m,这时工人推力所做的功是 J,功率是 W,重力做的功为 J。
【答案】 9100 39 0
【详解】[1]工人推力所做的功是
[2]工人做功的功率为
[3]重力方向竖直向下,物体在水平方向上运动,运动的方向和重力的方向垂直,重力没有做功,即重力做的功为0J。
2.甲、乙两机器的功率相等,在相等时间内通过的路程之比为2∶1,则这两台机器做功之比为 ,所受牵引力之比为 。
【答案】 1∶1 1∶2
【详解】[1]由于功率相同,时间相同,做的功相同。
[2]所受牵引力之比为
3.如图所示,光滑斜面,沿斜面AB和CB分别将同一重物从底部匀速拉到顶部,所用时间相同,所需拉力分别为和,所做功的功率分别为和。则 , 。若将物体先后从两个光滑斜面顶端由静止释放,则物体到达斜面底端的速度 。(均选填“>”、“=”或“<”)
【答案】 > = =
【详解】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功,则拉力做的功等于克服物体重力做的功;把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A时,G、h均相同,由W=Gh可知两次克服物体重力做的功相同,则两次拉力做的功也相同,即W1=W2;根据图示可知,LAB<LBC,而W1=W2,由W=FL可知,FAB>FBC,即F1>F2;拉力做的功相同,时间相同,根据可知,P1=P2。
[3]若将物体先后从两个光滑斜面顶端由静止释放,物体的重力势能相同,斜面光滑,则物体到达底端时,重力势能全部转化为动能,动能相同,质量不变,所以vA=vC。
4.如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的水平力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系图像如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系图像如图丙所示。0~2s内推力做功为 J;2~4s内物体受到的推力 (选填“等于”“大于”或“小于”)摩擦力;第5s时,推力的功率为 W。
【答案】 0 大于 8
【详解】[1]由图丙可知,0~ 2s内物体运动的速度为0,处于静止状态,由W=Fs得,推力做功为0J。
[2]由图丙可知,2~4s内物体做加速运动,受到的推力大于摩擦力。
[3]由图丙可知,4~6s内物体做匀速运动,由图乙可知,物体受到的推力为2N,第5s时,由图丙可知,速度为4m/s,推力的功率为
5.如图所示,两名举重运动员,乙比甲高,如果他们同时将相同质量的杠铃从地面匀速举过头顶,若甲比乙先完成,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙运动员做功一样多 B.甲运动员做功较少,但功率较大
C.乙运动员做功较少,且功率较小 D.乙运动员做功较多
【答案】D
【详解】两人举起的杠铃质量相同,则杠铃重相同,乙比甲高,则举起的高度:h乙>h甲,由可知,举起杠铃做的功:W乙>W甲,若甲比乙先完成,则甲用时少,即t乙>t甲,根据知,无法比较其功率大小。故D正确,ABC错误。
故选D。
6.如图是某商场的自动扶梯部分几何尺寸,已知扶梯以1m/s的速度匀速上行。质量为50kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,。则下列说法不正确的是( )
A.扶梯对他做的功是1500J
B.扶梯对他做功的功率是500W
C.小明乘扶梯从一楼到二楼需要5s
D.若小明又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,从一楼到二楼所需的时间为2.5s
【答案】B
【详解】A.质量为50kg的小明重力为
则扶梯对小明做的功为
故A正确,不符合题意;
C.根据勾股定理可得扶梯移动距离为5m,则小明乘扶梯从一楼到二楼需要时间为
故C正确,不符合题意;
B.扶梯对小明做功的功率为
故B错误,符合题意;
D.若小明又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,从一楼到二楼所需的时间为
故D正确,不符合题意。
故选B。
7.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程——时间图像如图所示,则根据图像分析可知( )
A.两次物体运动的速度:v1<v2
B.两次物体所受的拉力:F1>F2
C.0~4s两次拉力对物体所做的功:W1<W2
D.0~4s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
【答案】D
【详解】A.由图像可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,由可知v1>v2;故A不符合题意;
B.同一物体,则重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图像可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力F1=F2=f,故B不符合题意;
C.由图像可知,0~4s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知W1>W2;故C不符合题意;
D.0~4s,时间相同,且W1>W2,根据可知,0~4s两次拉力对物体做功的功率P1>P2,故D符合题意。
故选D。
8.某班同学在体育课上进行“引体向上”活动,三位同学为了比较谁做功快,做了如下实验:他们分别测出各自连续做5次“引体向上”的时间,身体引体向上的的距离。然后将数据记录在表格中。
序号 学生 重力(N) 引体向上的距离(m) 完成5次做的功(J) 完成5次所用的时间(s)
1 甲 500 0.48 1200 5.4
2 乙 480 0.45 1080 5.4
3 丙 600 0.40 1200 6.5
(1)分析比较实验序号 中的数据,可以得出的初步结论是:当做功所用的时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较实验序号1与3中的数据,可以得出的初步结论是 ;
(3)分析比较实验序号2与3中的数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,应在表格中添加的栏目是 ,因此为了比较做功快慢,物理学中引入了物理量 ;
(4)由上分析可知,甲、乙、丙三位同学做功最快的是 (选填甲、乙、丙)。
【答案】 1与2 做相同的功,所用时间越少的,做功越快 做的功与所用时间的比值(J/s) 功率 甲
【详解】(1)[1]要得出“当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快”的结论,就要做功时间相同而做的功不同,由表格数据可知,1与2做功时间相同而做功的多少是不同的。
(2)[2]分析比较实验序号1与3中的数据可知,做功是相同的,第一次做功时间短,则做功快,故结论为:做相同的功,所用时间越少的,做功越快。
(3)[3][4]分析比较实验序号2与3中的数据可知,做功时间和做功的多少都是不同的,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,就要计算功与时间的比值(J/s),比值大的做功快。因此为了比较做功快慢,物理学中引入了物理量功率。
(4)[5]甲、乙、丙三位同学中甲做功最多,但用时最少,根据可知甲同学做功最快。
9.如图所示,重庆轨道18号线一期工程开通运营。已知一期工程全长约30km,全线行车时间约为0.75h。试运行阶段,18号线进行匀速直线运动测试,此过程受到的阻力为5×104N,速度为10m/s。求:
(1)轨道18号线行驶完一期工程全线的平均速度;
(2)轨道18号线在匀速直线运动测试阶段的功率。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)轨道18号线行驶完一期工程全线的平均速度为
(2)测试阶段做匀速直线运动,受力平衡,牵引力等于阻力,则轨道18号线在匀速直线运动测试阶段的功率为
答:(1)轨道18号线行驶完一期工程全线的平均速度为;
(2)轨道18号线在匀速直线运动测试阶段的功率为。
10.今年是中国首次载人航天飞行任务成功20周年。中国载人航天工程始于1992年,到实现首次载人飞行,准备了整整11年。到了今天,进入太空,已经成为中国航天的“家常便饭”。载人返回舱的总质量约3t,在距离地面约10km时,返回舱会先打开伞舱盖,然后依次拉开引导伞、减速伞、牵顶伞、主降落伞。若某次返回舱从打开伞舱盖到落地用时为800s。
求:(1)返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度是多少?
(2)返回舱从打开伞舱盖到落地过程中重力做功的平均功率是多少?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度为
(2)载人返回舱的重力为
则重力做功的平均功率为
答:(1)返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度为;
(2)重力做功的平均功率为。
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八年级物理大单元整体设计
第十一章《功和机械能》
一、单元内容分析
能量是《课标》中科学内容的三大主题之一,这充分说明了能量在初中物理课程中的重要地位。本单元首次向学生提出能量的概念,是后续九年级相关知识内容学习的基础。在后续的学习中,九年级还将学习“电能”、“内能”、“能量守恒”、“能源与可持续发展”等涉及能量的内容。因此本单元的内容是能量知识在初中阶段的重点部分。
本章共分四节:功、功率、动能和势能、机械能及其转化。第一节通过观察现象和日常生产生活实际了解功的概念及做功的两个必要因素,进而理解公的计算公式。第二节通过不同事物之间做功快慢的对比,建立功率的概念和功率的计算公式,通过解决实际问题了解功率的推导公式。第三节由于只要求初中学生初步认识能量概念,所以教科书没有在能量的概念上进行拓展,而是在功的知识的基础上,直接从功和能的关系引人能量的概念一物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。教科书通过列举生产、生活中一些物体具有能量的实例,引出了动能和势能的概念。在此基础上,实验探究物体的动能跟速度、质量的关系,根据生产和生活中的现象说明势能大小的决定因素。第四节通过呈现日常生活中熟悉的场景,让学生思考交流,了解动能和势能相互转化,通过想象提出问:减少的机械能去哪了?激发学生对知识的渴望,进而理解机械能守恒的内容。通过介绍我国一些科学技术让学生了解水能和风能的利用。
二、本章课标要求
本章内容属于课程标准中课程内容的第三个一级主题“能量”,是该主题下的二级主题“能量、能量的转化和转移”和“机械能”中的部分内容。内容标准要求如下:
3.1.3结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
例1 定性说明荡秋千过程中动能和势能的相互转化。
例2 分析《天工开物》中没水装置工作时能量的相互转化。
3.2.2知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
三、本章核心素养
物理观念:功、做功的两个必要因素、功的计算公式、功率、功率的计算公式、动能、影响动能大小的因素、重力势能、影响重力势能大小的因素、弹性势能、影响弹性势能大小的因素、机械能转化、机械能守恒。
物理思维:通过观察思考、交流讨论了解功和功率的概念和计算。通过联系生活实际了解动能、重力势能、弹性势能、动能和势能的相互转化、机械能守恒。通过经历发现问题、设计和进行实验、得出结论、交流反思的科学探究过程,知道影响物体动能大小的因素。
科学探究:探究影响物体动能大小的因素。
科学态度与责任:能初步体会利用实验能够探究物理规律,解决科学问题。能够通过团队间的交流协作,培养学生团队沟通、协作的能力。
四、本章教学目标
(一)内容目标:
1.知道功的概念
2.知道做功的两个必要因素;
3.知道用功的计算公式进行简单计算;
4.知道功率的概念;
5.知道用功率的计算公式进行简单的计算;
6.知道动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素;
7.知道动能和势能可以相互转化;
8.知道机械能守恒
(二)学业目标:
1.通过对本章内容的学习,能出初步建立能量的概念,能通过能量的内容解决实际问题。
2.通过学习机械能,培养学生理论联系实际的能力,提高学生的学习热情。
五、教学重点
1.功的概念的建立;
2.理解功的两个必要因素;
3.功率的概念;
4.动能和势能的概念;
5.探究影响动能和势能大小的影响因素;
6.动能和势能的相互转化。
六、教学难点
1.会用W=F.s进行简单的计算;
2.对功率意义的理解及功率的计算;
3.对能量的认识;
4.理解机械能守恒,并能解释机械能转化的物理现象。
七、学情分析和建议
功和机械能现象是学生在生活中比较熟悉的,也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣,充分发挥演示实验的作用,迎合他们好奇、好动、好强的心理特点,调动他们学习的积极性和主动性。另外应注意引导学生利用已有知识,通过理论分析和推断来获得新知识的能力,发展抽象思维能力。以便学生理解和掌握。
初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识,通过理论分析和推理判断来获得新知识,发展抽象思维能力。当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托,可以借助实验加强直观性和形象性,以便学生理解和掌握。
八、本章活动主题
满载游客的过山车,在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然,它像一匹脱缰的野马,从轨道的最高端飞驶而下!它又如一条蛟龙,时而上下翻腾,时而左摇右摆,时而驶上高高耸立着的大回环的顶端。
你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗?你知道过山车为什么能够到达大回环的最高处吗?
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
压强 任务一:功(1课时) 问题1:功的概念 活动一:说一说,含有“功”的成语或词语,指出其中“功”的含义。
问题2:做功的两个必要因素 活动一:标出物体受到力的方向和物体移动的方向,判断力是否做功?活动二:三种不做功的情况。
问题3:功的计算 活动一:利用功的计算公式进行简单计算。
任务二:功率(1课时) 问题1:功率和功的区别 活动一:想想议议:一个大人和一个小孩一起爬相同的楼梯,做功相同吗?做功的快慢相同吗?
问题2:功率的计算 活动一:利用功率计算公式进行简答计算。活动二:测量爬楼的功率。
任务三:动能和势能(1课时) 问题1:物体动能大小的影响因素? 活动一:探究物体的动能跟哪些因素有关。
问题2:物体重力势能大小的影响因素? 活动一:探究物体的重力势能跟哪些因素有关
任务四:机械能及其转化(1课时) 问题1:动能和势能的相互转化 活动一:将滚摆卷起后释放,分析滚摆能量的变化。活动二:单摆来回摆动,分析能量变化。活动三:让木球从斜槽上端滚下,观察木球碰击弹簧片的过程。
问题2:机械能守恒 活动一:铁锁能碰到鼻子吗?
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度(20%) 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责,努力完成预定任务 认真参与,在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与,在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流(20%) 与人合作 主动和同学配合,分工合作,乐于帮助同学 能和同学配合,做好自己分内的事 有需要时才和同学合作,喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚,认真倾听同学意见,能合作解决问题 会倾听同学意见,基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见,不喜欢和同学合作解决问题
探究实验(30%) 动手操作 能熟练操作实验器材,并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练,能够完成实验任务,但有缺陷 不能熟练操作实验器材,不能完成实验任务,或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论,并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论,不能和同学交流反思 能记录现象和数据,不能得出对应的结论,或不能得出完整的结论
学习成果(30%) 获取知识 能够完成本节课的学习目标,能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标,能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标,不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习,能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习,能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习,在解决实际问题时存在较大困难
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