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第1、2讲 测量 运动 声
一.教学目标:
1.会粗略估测物体的长度,会使用适当的工具测量长度
2.会由自然现象粗略估测时间,会使用适当的工具测量时间
3.知道长度和时间的国际单位和常用单位,知道各单位间的换算
4.知道什么是机械运动。
5.理解运动和静止的相对性。
6.会判断一个物体相对参照物是静止还是运动的。
7.知道什么是匀速直线运动,理解匀速直线运动速度的概念及公式。
8.知道什么是变速直线运动,理解平均速度的概念及公式。
9.知道对速度公式变形的意义,灵活运用速度公式,计算简单的实际问题。
10.知道声音是由物体振动发生的
11.知道声音的传播需要介质,声音在不同介质中的传播速度不同
12.知道声音在空气中的传播速度
13.知道回声现象和回声测距的原理
14.常识性了解音调、响度和音色是乐音的三要素
15.乐音的音调跟发声体的振动频率有关
16.响度跟发声体的振动幅和距发声物远近有关系
17.不同发声体发出的乐音的音色不同
18.常识性了解噪声和它的危害以及减弱噪声的途径
19、经历观察物理现象的过程,能简单描述所观察物理现象的主要特征。
20、养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,不迷信权威。
二、知识重点与学习难点
重点:
1.掌握长度测量方法,正确使用刻度尺;
2.机械运动
3.匀速直线运动和速度的概念
4.声音的发生和传播是解释各种声现象的基础
难点:
1.运动和静止的相对性
2.平均速度
3.回声现象和回声测距的原理
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1.测量是培养学生观察、实验能力的第一步也是激发学生兴趣的极好机会.
使用刻度尺进行长度测量要注意观察它的零刻度线,量程和最小刻度,这不仅对刻度尺,而且对其它测量工具来说,也是适用的。要注意培养严谨的学习态度,养成良好的习惯.
2.运动和静止是相对的。
宇宙中的一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的。这就是说运动是绝对的。而在我们平常生活中说一个物体静止,另一个物体在运动都是指它对于一个假定不动的物体来说的,这个用来作标准的物体叫参照物。
参照物可以任意选择,选择不同的参照物,判断同一个物体的运动情况,结论可能相同,也可能不同。
3.理解匀速直线运动的速度的概念
速度是展示物体运动快慢的物理量,物体运动快,我们就说速度大,一个物体速度大,即表示运动快,表示物体运动快慢就必须给它下个定义,这就不能只看物体运动的路径,也不能只看运动的时间,要综合路程、时间两个因素,即看单位时间内物体通过路程的多少,从而引出速度的定义,匀速直线运动的速度在数值上等于单位时间内物体通过的路径。
从速度定义、综合速度公式,V代表速度,S代表路程,t代表时间,在国际单位制中,速度单位是米/秒,读做米每秒。
4.怎样理解变速直线运动的平均速度
做变速运动的物体,它的速度大小随时间不断变化,因此,要精确地描述作变速运动物体的运动状态,应将它每个时刻的速度大小和方向都表示出来,这就比较麻烦,有时为了粗略地表示作变速运动的运动快慢,可以把它当做匀速直线运动来处理,也就用表示它的运动快慢,这个速度叫做变速直线运动的平均速度。
5.声音的发生和传播
声音是我们了解周围事物的重要渠道,声音是怎样发生和传播呢?
通过对发声现象的观察知道发生体在振动,观察物体发声和不发声时有什么不同。同学们初学物理,对实验的观察和概括能力不强,因此要在老师的指导下明确观察目的,培养观察能力。
例如观察“音叉使悬吊着泡沫塑料球弹开”的演示实验。同学们应先注意观察吊着的泡沫塑料球接触不发声的音叉时,球并不跳动;将音叉敲响,再使悬吊的泡沫塑料球接触音叉,这时泡沫塑料球跳动,且随音叉声音的停止而停止跳动。通过前后实验现象的对比,同学们应思考:球在什么情况下跳动?它为什么跳动?尽管我们没有直接看到音叉振动,但可以从泡沫塑料球的跳动推想出发声音的音叉在振动。这有利于培养同学们的观察能力和分析能力。
为了直观地观察到发声物体怎样运动。且形成对振动的感性认识,同学们可以找一根橡皮筋,拨动拉紧的像皮筋,使之发声。就可以通过实验认识到拨动后的橡皮筋的这种往复运动叫振动,从而得出一切正在发声的物体都在振动的结论。“一切”两字有其广泛性,如发声的喉头、鸟、蟋蟀的发声器官、锣、鼓等乐器的发声。因此声音是由于物体的振动而产生的。
声音的传播要通过媒质,真空中不能传声实验是其论据。因此要仔细观察“真空铃”实验并记清楚。先让电铃持续发声,开动电动抽气机,这时听到电铃的声音逐渐减弱,直到听不见。停止抽气后,向玻璃罩内逐渐放入空气,这时电铃的声音又逐渐增强。
液体和固体也能传播声音,同学们可结合自己熟悉的事例,或通过课本上的小实验来体会。
声音的传播有反射回来的现象,很有趣。要学会利用回声测距、测深度的道理、学会计算。但要注意:时间往往给的是声音一次来回时间,求距离往往是发声物到某一目标的单程距离,因此要把时间除以2,这点在计算中有些同学常常疏忽大意。
6.音调、响度、音色
音调的学习使同学们知道声音的高低用音调表示。女高音就是音调高男低音就是音调低。音调的高低决定于发声体振动的频率,声源1秒钟内振动的次数叫频率,它反映振动的快慢,频率高,物体振动快。频率高,音调高。
响度的大小与振幅有关,还与离声源距离有关,越远声音越弱。
音色也叫音品,是发声体的不同而造成的,我们可以根据音色不同,从而区别不同的声音。
7.噪音
凡是妨碍人们学习、工作、生活和其它正常活动的声音都属于噪声。噪声的计量涉及到声强的单位—分贝。了解噪声的危害,减弱噪声可以下方面着手:
a、在声源处减弱
b、在传播过程处减弱
c、在耳朵处减弱
五、例题选讲
例1 图中刻度尺的最小刻度值是__________cm,木块的长度是___________cm.
解:最小刻度是mm(即1小格)一大格为1cm,被测物体长准确值为2.4cm估计值为0.07cm,所以木块长为:=2.47cm.
例2 甲、乙、丙、丁四个同学分别用四把毫米刻度尺测量一木块长度,记录结果如下:甲:18.5cm,乙:18.50cm,丙:185mm,丁,1.85dm,他们记录的数据是否正确?
答:只有乙是正确的,初看起来四个同学测出的木块长度通过换算后,似乎都一样,实际上从测量要求来说,记录数据时,既要记录准确值,又要记录估计值和单位,由题目可知四位同学用的毫米刻度尺,只能精确到毫米,毫米后还要估计一位,根据这个规则只有乙的记录才是正确的.
例3 下列单位换算是否正确
(1)4.5m=4.5m×100cm=450cm
(2)456mm=456×=0.456m
(3)36cm=36÷100m=0.36m
(4)64dm=64×m=6.4m
解:只有(4)的答案才是正确的,单位换算应注意:①熟记同一物理理单位间的换算关系②换算的中间过程只要写结论单位即可,因此本题中(1)错在中间过程多写了单位,(2)错在中间过程中没有写单位,(3)错在中间过程中的单位换算.
例4 甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙乘客看甲在向下运动,丙中乘客看甲、乙在向上运动,你能判断,甲、乙、丙三架电梯相对地面的运动情况吗?
答:这题判断结果是:甲、乙两电梯都相对地面向上运动,而丙电梯无法判断,因为电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参照物。甲看高楼向下运动,那么要以高楼当参照物(高楼固定在地面上,相当于选地面为参照物),甲电梯一定向上运动,乙电梯是以甲电梯为参照物,同理可得,乙相对甲是向上运动,因为甲相对地面在向上运动,所以乙相对地面也向上运动,只是运动得比甲快,对于丙,无论是静止,还是向下运动,还是比甲、乙都慢的向上运动都能观察到甲、乙两电梯向上运动,所以丙电梯的运动状态有三种可能,不能确定究竟是哪一种。
例5 一列200m的火车以10m/s的速度,匀速通过700m长的山洞,求:从火车头刚要进山洞到火车尾刚离开山洞共需要多少分钟?
解:∵S=Vt ∴
六、作业:完成练习卷
七、课后反思:刻度尺的使用和读数学生还掌握的较差,速度单位的换算学生还掌握较差,应加强复习。
第3、4讲 光
一、教学目标
1、知道白光的组成
2、知道色光混合与颜料混合的不同现象
3、知道光在同种均匀介质中沿直线传播,及光在真空中的传播速度
4、理解光的反射定律
5、知道平面镜成像特点
6、知道光的折射现象
7、知道凸透镜的焦点、焦距和光轴,知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用
8、知道凸透镜成放大、缩小的实像和虚像的条件
9、知道照相机、幻灯机、放大镜的原理
10、理解凸透镜能实像和虚像
11、学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,有初步的分析概括能力。
12、在解决问题的过程中有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题是的喜悦
二、重点和难点:
1、 光的反射定律
2、 平面镜成像规律及特点
3、 光的折射现象
4、 凸透镜成像规律
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1、 光沿直线传播的条件是什么?光的传播速度是多少?
光在均匀介质中沿直线传播。介质是指光可以在其中通过的传播的透明物质,
均匀介质是指两点:一是同一种介质。二是这种介质的密度均匀,不含有杂质。光在真空中传播速度是3.0×m/s。光在空气中传播比在真空中传播稍慢一点,在水中每秒传播的距离约是真空中的3/4。总之,光在不同的介质中传播速度不一定相同。通常情况,光在空气中的传播速度也以3.0×m/s。
2、 正确理解光的反射定律
光的反射定律可包括两点:一、是反射光线跟入射光线、法线在同一平面内;反射光线、入射光线分居在法线两侧。可记作:“三线共面,法(线)居中间。”
二、是反射角等于入射角。可见对于一条确定的入射光线、反射光线是唯一的。
在学习光的反射定律是要明确以下几点:
(1)、反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角,切不可当作它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角。
(2)、入射光线靠拢法线,入射角减小,根据光的反射定律反射角也减小,反射光线也靠近法线。当入射光线垂直射即平面镜上,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射光线沿原路返回。
(3)、在光的反射中,光路是可逆的。这就是说,若沿原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将沿原来入射光线的方向射出。
三、平面镜成像的特点
平面镜成像的特点是:物体在平面镜中成的是虚像,像跟物体的大小相等;像和物体到平面镜的距离相等。
什么是虚像呢?以发光点为例,它射出的光线经镜子反射(或折射)后,反射(或折射)光线进入人眼,人眼根据光沿直线传播的经验,以为光从镜后的某一点射出。这个实际上并不存在的点,叫做发光点的虚像。虚像不能用光屏承接,可用人眼观察到,它是“实际”光线反向延长线相交而得到的点。
站在平面镜前的人,向平面镜走近时,他的像会不会变化呢?
根据平面镜成像的特点:他的像始终与物体大小相等。是不会改变的。但人们往往以为
像“变大”了,这跟人看远处驶近的汽车感觉相似,这辆车的大小始终不变,但人以为汽车远小近大,驶近的汽车“变大”了。
4、 什么是光的折射现象
光从一种介质射入另一种介质时,它的传播方向发生改变的现象叫光的折射。
五、正确理解折射规律
1、 折射光线跟入射光线和法线在同一平面上,折射光线的入射光线分居法线两侧。
2、 光从空气斜射入水或别的透明物质里时,折射角小于入射角;光从水或别的透
明物质斜射入空气里时,折射角大于入射角。
对上述规律有几点注意:
(1)、入射角是入射光线与法线的夹角,不是和界面的夹角。同样,折射角是折射光线与法线的夹角,也不是和界面的夹角。
(2)、光线射向两种透明物质分界面时,将同时发生光的反射和折射。反射光线遵循光的反射定律,折射光线遵循光的折射规律。
(3)、光垂直射向两种透明物质界面时,通过分界面后光的传播方向不变,这时光线的入射角、反射角、折射角均为零度。
(4)、光从空气射入透明物质时,如果增大或缩小入射角,折射角就随着增大或减小。光从透明物质射入空气时,如果增大或减小入射角,折射角也随着增大或减小;但如果增大到某一角度时,入射光线会发生全部反射现象,这时没有折射光线。
(5)、折射现象的光路是可逆的。
六、怎样记住凸透镜成像的初步规律:
有三种方法可供采用
1、凸透镜的应用加以记忆。照相机,幻灯机和放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理就记住了凸透镜成像的规律。
2、列表将物距、像的情况和应用填入表格内,见下表
物的位置 像的位置 像的性质 应用举例
凸透镜 U=∞(平行光) V=f 像与物异侧 成一点 测定焦距
U>2f 2f>V>f 缩小、倒立、实像 照相机,眼睛
U=2f V=2f 等大、倒立、实像
2f>U>f V>2f 放大、倒立、实像 幻灯,电影机
U=f V=∞ 同侧 不成像 探照灯的透镜
Uf 放大、正立、虚像 放大镜
凹透镜 物在镜前任意处 V正确区分实像和虚像
物体通过透镜可能成实像,也可能成虚像。而实像和虚像的区别是什么呢?(1)成像原理不同,物体发出的光线经光学器件会聚而成像为实像,经光学器件后光线发散,反向延长相交形成的像叫虚像。(2)成像性质上的区别,实像倒立的,虚像是正立的。(3)接收方法上的区别:实像既能被眼睛看到,又能被光屏接收到,虚像只能被眼睛看到,不能被光屏收到。
八、凸透镜对光起到会聚作用,是否经过凸透镜的光线一定要聚集一点,才可称会聚。
如图甲把点光源放在凸透镜的焦点上,它发出的光线经凸透镜后,折射光线平行于主轴,并没有相交成一点,这是否可认为凸透镜对光线有会聚作用呢。如图,我们将入射光线FA、FC延长,即图中的AA’和CC’与经凸透镜折射的光线AB、CD比较。显然折射光线是相互“靠近”而相会了。
在图乙中光线AB、CD入射到凹透镜上,折射光``将入射线AB、CD延长。如图中虚线BP和DP,折射线BE和DE与入射光线的方向BP、DP相比较,它们相应“远离”了,它表明凹透镜对光起了发散作用,
由此可见,透镜对光是会聚还是发散,不是看折射光线是否相交而是体现在它们使光线相互“靠近”了还是“远离”了。
五、例题选讲
例1、百米赛跑是计时员为什么一看到发令枪的“烟火”就按动秒表,而不是等听发令枪的枪声计时?
答:因为声音的传播速度是340m/s,当枪声从起点传到终点计时员耳朵里,时间差不多已过了0.3s,这样的计时,当然不正确,误差较大,而光的传播速度是
3×108m/s,火光传播到终点的时间只有3.3×10-7s,不会影响计时的正确性。
例2、如图所示MN是空气和玻璃的分界面,一束光线射到MN面O处时发生反射和折射现象,则入射角、折射角各是多少?MN的右方是什么物质?
解:过O点作MN的垂线EF即法线,根据光的反射定律可知:AO、OB和OC分别是入射光线、反射光线和折射光线,则入射角∠AOE=60°,折射角∠COF=30°。因为折射角小于入射角,所以光是从空气斜射入玻璃,故MN的右侧是空气。
例3、在杯子里放一枚分币,移动杯子,使眼睛刚好看不到分币为止,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢向杯里倒水,随着水面的升高将看到什么现象?为什么?
解:开始注水入杯时,将看不见硬币,当水面升高到一定高度时,分币又能够看见了。如图,当倒入水以后,分币上一点S发出的光线射向水面时,在水面升高到一定高度时,从S点发出的光线经水面折射后能够从杯的边缘射出,而且恰好又能射到人的眼里,这时人眼就可以看得见分币。人眼看到的S'点比S点的位置高,所以人看到水中分币的像在分币的上方。
例4、幻灯的幻灯片和透镜的距离大约在15~30厘米之间变动,为了能在屏上得到放大的实像,现有焦距为fA=6厘米,fB=15厘米,fC=30厘米的三个透镜,选哪个透镜最合适?
答:根据凸透镜成像规律,当f六、作业:完成练习卷
七、课后反思:光学对学生来说较为抽象,应该多与现实生活多联系。
第5、6讲 质量和密度
一.教学目标:
1.知道质量及其单位。
2.理解密度的概念、单位及其计算和应用。
3.知道水的密度。
4.会用天平称质量。
5.会用天平和量筒测物质的密度。
6、通过参与科学探究活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案,能利用不同渠道收集信息。有初步的信息收集能力。
7、有将自己的见解公开并与他人交流的愿望,认识交流与合作的重要性,有主动和他人合作的精神。
二、重点和难点
1.理解质量的概念。
2.知道测量质量的方法、正确使用天平。
3.理解密度的概念——物质的一种特性。
4.掌握密度的计算及应用。
5.掌握测定物质密度的基本方法。
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1.“物体”与“物质”的区别和联系。
物体和物质不同。物体是由物质组成的,比如桌子这个物体是由木头这种物质组成的。铁锅这个物体是由铁这种物质组成的。
2.正确理解质量的概念。
不同的物体中所含物质的多少往往是不相等的。我们就用质量这个物理量来表示物体内所含物质的多少。例如一支铅笔芯比一个铅笔头所含的碳要多,一块平玻璃板,要比一块玻璃碎片所含的玻璃多,一把斧头比一把铅笔刀所含的铁要多。
质量是物体本身的一种属性。
物体所含物质的多少与它的形状无关。一块铁,无论是把它拉成长的,还是把它压成扁的,铁块中所含铁的多少是不变的。
物体中所含物质的多少和它的位置无关。一只铅球,无论放在地球的两极还是赤道上;无论放在海边还是放在高山之颠,铅球所含铅的多少是不变的。
物体中所含物质的多少和它的状态无关。一杯水,无论是凝结成冰,还是蒸发为水蒸气,它们所含水的多少是不变的。
正因为物体内所含物质的多少与它的形状、位置、状态等无关,所以我们说质量是物体本身的一种属性。
质量可用天平去测量,用天平称量同一物体,无论是在地球上,还是在月球上称,称得的数值都是一样的,因为物体内所含物质的多少没有发生变化。
质量的主单位是千克。
3.怎样理解密度是物质的一种特性。
特性是指物质本身具有的,能相互区别、辨认的一种性质。例如颜色、气味、味道、硬度等都是物质的特性。可以用来区别物质。而密度是物质的一种力学特性,这一特性表现在:具有相同体积的不同的物质,它们的质量不同;或具有相同质量的不同物质,它们的体积不同,而对于不同种物质来说,单位体积的质量一般是不同的。对于同一种物质来说,单位体积的质量是一定的。因此,单位体积的质量反映了物质的一种特性,密度就是表示这种特性的物理量。
4.正确理解密度公式的物理意义。
密度是物质的一种特性。
密度公式为:
对同一种物质来说,比值是确定不变的。当物体的体积增大到几倍时,它的质量也就增大到几倍,而质量跟体积的比值保持不变,物质的密度跟物质的质量、体积无关,不随物质的质量,体积的改变而变化。
由此可见,密度公式,只是密度的定义式,测量式,而不是密度的决定式,物质的密度是它自身的性质,跟它的质量和体积没有比例关系。因而单从数学知识看密度公式,得出物质的密度与质量m成正比,与体积V成反比的结论,显然是错误的。明确物理公式的意义并正确地运用它们这是十分重要的。
5.正确理解密度知识中的比例关系。
在密度知识中有三个比例关系。
①当同一种物质,密度一定时,,这就是说,同一种物质体积大的质量也大,物体的质量跟它的体积成正比。
②不同的物质、密度不同。当体积V相同时,,这就是说不同的物质,在体积相同时,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比。
③不同的物质,密度不同,当质量m相同时,。这就是说,不同的物质在质量相同时,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比。
可能有人会提出这样的问题:物质的密度跟它的体积、质量无关,那么,在后两个式子中,物体的质量,体积怎么又跟密度有比例关系呢,这实际上并不矛盾,在后两个式子中研究的对象是两种不同的物质,而且因果关系也不同,它们研究的是因为不同的物质密度不同,而造成的质量或体积的不同。
6.怎样测定某种物质的密度
用天平和量筒测定物质的密度,实验原理是利用密度公式计算出密度的大小。
①测密度大于水的固体的密度,其实验步骤是:
a选择样品,取被测物质的样品。
b调节天平,用天平测出被测样品的质量m
c用量筒采用排液法,测出被测样品的体积v
d用密度公式计算出物质的密度。
②测液体的密度,其实验步骤是
a用量筒取出若干毫升的液体作样品。
b调节天平,测出空烧杯的质量m1,再测出烧杯内装有样品时的质量m2,液体的质量m=m2-m1
c用公式求出液体的密度。
③测密度小于水的固体的密度,实验步骤如下:
a调节天平并测出样品的质量m
b用沉锤法测出样品的体积,具体作法是:在量筒内盛有一定量的水放入铁块如图甲所示,记下水面达到的刻线位置V1,再将样品跟铁块系在一起沉入水中,记下此时水面达到刻线位置V2,如图乙所示,则样品的体积V=V2-V1
c用公式计算被测物质的密度。
五、例题选讲
1.铜的密度8.9×103kg/m3是什么意思?
答:“铜的密度8.9×103kg/m3”的物理意义是“1 m3的铜的质量为8.9×103kg”;或理解为质量为8.9×103kg的铜的体积为1 m3。
2.某同学用一已知质量是50克的铁块和一架托盘天平,练习使用天平称量物体的质量,他的实验是这样进行的:
(1)拿出天平后,先调节平衡螺母,使指针对准标尺中央红线。
(2)把天平搬到光线好的水平工作台上。
(3)开始称量,发现游码在横梁标尺中央0.5g处,再把游码移到标尺左端“0”点上。
(4)把铁块放在左盘,右盘中加入50g砝码一个。
你说天平会平衡吗?该同学用天平时做错了哪些?
答:天平不会平衡,这同学把调节天平的顺序完全颠倒了。
第一,调节天平的第一步是将天平放在水平工作台上,再调节横梁平衡,如果把已调好的天平搬到另一地方使用,天平必须重新调节。
第二,在调节横梁平衡之前,必须先将游码移到横梁标尺零刻度线,才能调节平衡螺母使横梁平衡,这样称量时,等横梁再次平衡,右盘内砝码的总质量加上游码指示的质量值,才等于被称物体的质量。
这同学这样称量,即使他第一步不错,把天平是放在工作台上,以后也不搬动,称出的铁块质量也不是50g,而是49.5g。因为没称量前横梁平衡时游码已在0.5g处了,然后拨向零刻度线处,这样相当于在左盘加上一个0.5g的物体。
3.一质量为54g,体积为20cm3的金属块,它的密度是多少?是哪一种金属?当截去5cm3后,剩下的金属块密度为多少?
解:由密度公式可得
查表可得此金属块是铝,当截去5cm3后剩下的金属块还是铝块,它的密度还是2.7×103kg/m3,这是因为物质的密度是本身的性质与质量、体积无关,当截去5cm3后体积减小,其质量亦随着减小,而的比值不变。
4.把一块金属放入盛满酒精(酒精=0.8g/cm3)的杯中时,从杯中溢出8g酒精。若将该金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量是多少?
解:因为金属块的体积是一定的把金属块先后放进酒精和水中,它溢出酒精和水的体积相同,根据体积相同时,物体的质量跟它们的密度成正比。
即:
溢出水的质量是10g。
5. 有一块形状不规则的石蜡块,欲测量它的密度,所需哪些器材并写出实验步骤。
解:实验所需器材:天平、量筒、细绳、铁块、水、砝码、蜡块。
实验步骤:
(1)用天平称量出蜡块的质量m。
(2)往量筒中注入一定数量的水,将用细线系住的铁块放入水中,记下此时的水面高度h1(可测出铁块与水的体积V1)
(3)松开用同一根线系住的石蜡块,使石蜡块完全浸入水中,记下此时的水面高度h2(可测出铁块、蜡块、水的体积V2)
(4)将数据代入公式,即可求出石蜡块的密度。
如果测量密度较大的石块、铁块密度,可通过将物体放入水中使水面上升的结果,直接测出该液体的体积。
四、作业:完成双基优化
五、课后反思:密度的计算学生的薄弱点主要是单位换算上,加强这方面指导和练习。
第7、8讲 力 力和运动
一.教学目标:
1、掌握力的初步概念,理解力的三要素,掌握力的图示法;
2、会正确使用弹簧秤;会用弹簧秤测力的大小;
3、知道重力的概念,重力的大小、方向;
4、知道静摩擦力和滚动摩擦,理解摩擦力的方向,滑动摩擦力的大小与压力接触面的粗糙度的关系;
5、掌握二力平衡的条件,知道合力的概念.
6、了解力和物体运动的关系
7、知道物体的惯性,能用牛顿第一定律解释有关的生活和自然规律
8、能书面或口头表述自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的意识。
9、具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
二、知识重点和难点
重点难点:
1、理解力的概念,知道重力、摩擦力的概念知道两力平衡的条件(有关力的概念的理解需不断反复加深,才会逐步掌握,不能急于求成)
2、二力平衡的条件
3、物体的惯性
4、牛顿第一运动定律
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1、初步建立力的概念,日常生活中推、拉、提、压都是力的作用,要产生这种作用必须有物体存在,理解“力是物体对物体的作用”要注意三个方面(1)力是由物体产生的,发生力作用时,一定有两个或两个以上的物体存在,没有物体就不会有力的作用,孤立的一个物体不会出现力的作用,当一个物体受到了力的作用一定有另外一个物体对它施加了力的作用,前者叫这个力的受力物体,后者叫这个力的施力物体.(2)物体间力的作用是相互的,在发生力的作用时,相互作用的两个物体同时受到了力的作用,它们是同时产生,同时消失,没有先后之分.(3)当物体之间发生了作用才会产生力,例如,推、拉、提、压、吸引、排斥、碰撞、摩擦,物体间没有发生作用就没有力的产生.
2、重力——由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,重力的施力物体是地球.
3、力的图示:(1)根据力的大小选定合适的标度(2)从力的作用点沿力的方向画一线段,线段的长度与选的标度成正比,线段上要加上刻度(3)线段的末端加箭头以示力的方向.
4、二力平衡的条件——作用在同一物体上的两个力如果大小相等,方向相反,且又在同一直线,这两个力为平衡力。在具体问题上要着重区分作用力与反作用力,以免混淆.区分的根本在于作用力与反作用力分别作用于两个物体,两平衡力是作用于同一物体的.
5、正确理解惯性的概念。
(1)物体所具有的保持其运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体所具有的一种基本属性。一切物体在任何情况下都具有惯性。
(2)惯性与惯性定律不同,二者不可混淆。
(3)惯性不是力,力是物体对物体的作用,力是物体间相互作用产生的。力有三要素,而惯性与外界条件无关,惯性只有大小,物体惯性的大小跟它的质量有关,质量大的物体惯性大。
6、物体受到两个互相平衡的力的作用,将保持静止状态或保持匀速直线运动状态,物体在平衡力作用下,究竟静止还是匀速直线运动,由原来的起始状态决定。
力不是运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
五、例题选讲
例1 一个质量是20kg的小车受到与水平地面成30°角向右上方的力,拉力的大小是98N,作出此车受到的重力和拉力的图示.
解:受力物体是小车,它受到的重力作用点在重心上,设图中O点,方向竖直向下,大小是G=mg=20kg×9.8N/kg=196N,拉力F作用在小车上,我们也可视作在重心上,方向与水平方向成30°角,大小为98N。根据这两个力的大小可选标准长度为49N再根据力的大小和方向画出上图.
例2 在水平桌面上放一本书,下列说法正确的是( )
A、书对地球的吸引力和书受到的重力是一对平衡力
B、书受的支持力和书对桌面的压力是一对平衡力
C、书受的支持力和书受的重力是一对平衡力
D、书受的重力和书对桌面的压力是一对平衡力
解:应选C。
书本受的支持力和书受的重力都作用在书本上, A中的吸引力和重力分别作用在地球和书本上,所以不可能是平衡力。B中的支持力和压力分别作用在书本和桌面上,所以也不可能是平衡力。D中的重力和压力分别作用在书本和桌面上,也不是同一物体,其方向也不相反,因此不是平衡力.
例3 在行驶的汽车上,放有一盆水,当汽车紧急刹车时,盆中的水将( )
A.向车头方向洒出 B.向车尾方向洒出
C.不会洒出 D.可能向各个方向洒出
解:以盆中的水为研究对象,水盆与和汽车以相同速度运动着,刹车时,汽车紧急制动,盆受到汽车底板的摩擦力与车一起由运动变为静止,盆中的水由于惯性,还是保持原来的运动状态,继续向前运动,即相对于盆,向车头方向运动,因此本题的答案应选“A”。
例4某人沿水平方向用20牛的力推着一辆车匀速向西运动,车受到的阻力大小是____________牛,方向是_______________。
四.作业布置:物理双基
五、课后反思:重力和摩擦力对后面的复习很重要,学生掌握较薄弱,花的时间少些。在力的平衡在题目中的应用学生还显得较薄弱些在后面的练习中应有所加强。
第9、10、11讲 压 强 浮力
一.教学目标:
1.掌握压力的概念、压强的概念。
2.理解液体内部压强的规律和公式。
3.知道大气压强的现象及大气压强的变化。
4、知道什么是浮力和浮力的方向,能利用物体浮沉条件进行判断。
5、理解阿基米德原理,能进行简单的浮力计算,知道浮力在生活中的应用。
6、通过参与科学探究活动,初步认识科学研究方法的重要性,有初步的分析概括能力。
7、具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
二、重点难点
重点:
1、压强的概念单位和公式
2、液体压强与哪些因素有关及液体内部压强公式的应用及计算
2、 大气压强的测定
3、 什么是浮力
4、 正确理解阿基米德原理
难点:
1 、正确理解压力的概念与压强的区别联系
2、深刻理解P=和P=的两个公式
3、理解并正确判断物体的沉浮,掌握沉浮的条件。
4、轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理。
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1、正确理解压力的概念
压力跟其它力一样,都是物体对物体的作用,压力区别于其它力的基本特征,可概括为三点:
一是,压力是发生在相互接触的两个物体的接触面上的一种接触力,任何彼此分离的两个物体之间是不可能产生压力的。
二是,压力总是与物体的形变相关连的一种弹力,压力是由于物体之间互相挤压,彼此引起形变而产生的,从力的性质来看,压力属于弹性力。
三是,压力的方向总是与物体的接触面相垂直,且指向被作用的物体。
2、压力和重力是性质不同的两种力
初学压力概念时,容易将压力和重力混为一谈。重力与压力是有区别的:
从力的性质上看,压力属于弹性力,而重力属于引力性质,是由地球的吸引而使物体受到的力。
从施力物体来看,压力的施力物是相互挤压的物体;而重力的施力物体是地球。
从力的作用来看,压力作用在相互发生挤压的两个物体的接触面上,而重力的作用点是物体的重心。
从力的方向上看,压力的方向与接触面垂直,而重力的方向总是竖直向下,与水平方向垂直指向地心。
从力的大小来看,重力的大小用公式G=mg计算,当g一定时,其大小决定于物体质量的大小,压力的大小决定相互挤压、发生形变的情况。不一定与重力有关。例如:用手按图钉,如图1所示,图钉尖对墙的压力的大小与其重力大小无关。
有时压力与重力有关,它可以是重力产生的,还可以不是重力产生的,下面所示各面上放置的物体,质量相同,它们受到的重力大小和方向都相同,但各面上受到的压力的大小和方向却不相同,图2中地面所受压力等于物体的重力,图3中斜面所受压力小于物体的重力,图4中墙面所受压力和物体的重力毫无关系。从这些例子中可知,支持面上受到的压力其大小等于物体的重力只是一种特殊情况,若仅以这一特殊情况就认为压力总等于重力,显然是错误的,最好的办法是具体情况,具体分析。
3、怎样理解“压强”这一概念
有了压力这一概念,为什么还要引入压强的概念呢?这是因为相同的压力会产生不同的效果。例如:同一块砖,平放在松软的砂地上,和将这块砖竖放在松软的砂地上,砂地上留下的压痕的深浅是不同的。当这块砖平放时,压痕浅些,这块砖竖放时,压痕深。由此可以看出,压力产生的效果不仅与压力的大小有关,还与两物体接触时的受力面积大小有关。压力产生的效果是由压力的大小和受力面积的大小两个因素决定的。物体单位面积上受到的压力大,则压力作用效果就大;单位面积上受的压力小,则压力作用效果就小。仅用压力的概念就不能完全表示其作用效果了。就需要引入一个新的概念来反映压力作用的效果,这就是“压强”。
我们把物体单位面积上受到的压力,叫做压强。
4、如何正确认识液体压强公式P=
静止液体内部压强的特点是:
1 液体内部向各个方向都有压强;
2 压强随深度的增加而增大;
3 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
4 液体的压强还跟液体的密度有关。
液体内部的压强之所以有以上特点,是因为液体受到重力且具有流动性。
正是由于液体受到重力作用,因此在液体内部就存在着由于本身重力而引起的压强。推理和实验都可得出,液体内部的压强公式为P=。
⑴公式P=的物理意义:
P=是液体的压强公式,由公式可知,液体内部的压强只与液体的密度、液体
深度有关,而与所取的面积、液体的体积、液体的总重无关。
⑵公式P=的适用范围:
这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:
将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强:
P=
但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用P=来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=计算液体内某一深度的压强。
⑶公式P=和P=的区别和联系
P=是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而P=是通过公式P=结合液体的具体特点推导出来的,只适合于计算液体的压强。
⑷由于液体具有流动性;则液体内部的压强表现出另一特点:液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强,侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的,同样是用P=可以计算出该处受到的压强。
5、 浮力的概念
⑴浮力:浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)对物体向上的托力叫做浮力。
⑵浮力的方向是竖直向上的。
⑶浮力产生的原因。浸在液体(或气体)里的物体受到的压力差就是液体(或气体)对物体的浮力。
假设浸没物体的边长是a的立方体,立方体的各个侧面受到液体的压
力相互抵消,但其上下底面所受到压力大小不同,
上表面受到液体对其向下压力的大小为:F下=ρ液gh1a2
下表面受到液体对其向上压力的大小为:F上=ρ液gh2a2
两者之差就是浮力大小:F浮=F上―F下=ρ液gh 2a2 ―ρ液gh1a2
=ρ液g(h2―h1)a2 =ρ液ga3
6、 正确理解阿基米德原理
浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,这就是阿基米德原理,它的数学表达式是:F浮=ρ液gV排=G排液
对阿基米德原理及其公式,应注意理解以下几点:
⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用在浸在液体(或气体)的物体上,其方向是竖直向上的,其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力,即
F浮=G排液
⑵“浸在”的含义既包括物体全部体积都没入液体里,也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况,“浸没”指全部体积都在液体里,阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。
⑶“排开液体的体积”即V排和物体的体积为V物,它们在数值上不一定相等,当物体浸没在液体里时,V 排=V物 ,此时,物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸在液体里,则V排<V物 ,这时V物=V 排+V露。当液体的密度ρ一定时,根据F液=ρ液gV排 ,物体排开液体的体积小,物体受到的浮力就小,物体排开液体的体积大,物体受到的浮力就大,物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比。由此看出浮力的大小跟物体的体积的大小无关,物体的体积再大,浸在液体里的体积很小,它也不会受到多大的浮力。
⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排 ,当物体排开液体的体积V排一定时,浮力的大小跟液体的密度成正比。即浮力的大小跟液体的密度ρ液、物体排开液体的体积
V排有关,而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。如图所示:
体积相同的铝球、铁板、木块浸没水中的深度不同,
虽然它们本身的密度、形状、重力,在水中的深度各不
相同,但它们受到的浮力却是相同的,这就是因为浮力
的大小只是由ρ液、V排决定的。
⑸阿基米德原理也适用于气体:F浮=ρ气gV排,浸在大气里的物体,V排=V物。
7、 物体的浮沉可分几种情况?由什么条件决定?
答:放在液体中的物体平衡有三种情况。一是物体漂浮在液面上,如漂浮在水面上的木块;二是物体悬浮在液体中,既不露出液面,也不沉到容器底。如酒精和水按一定比例混和后,橄榄油会成球状悬浮在混和液中;三是物体沉到容器底部,如下沉到容器底部的实心铁球。
当物体漂浮或悬浮时,根据物体受力平衡,它所受重力和浮力平衡。若下沉,则物体所受浮力小于其重力,物体下沉到容器底部后,物体所受容器底对其弹力,浮力和它的重力平衡。
从物体与液体的密度关系来看,当物体漂浮在液面上时,物体排开液体的体积必然小于物体本身体积,V排<V物,而G=F浮,则ρ物gV物=ρ液gV排可知ρ物<ρ液。
当物体悬浮在液体中时,物体排开液体的体积V排=V物,由ρ物gV物=ρ液gV排可知ρ物=ρ液
当物体沉到容器底时,可知G物>F浮,而V物=V排,ρ物gV物>ρ液gV排,可知ρ物>ρ液。由上所述,可得出结论
当ρ物<ρ液时,物体漂浮
当ρ物=ρ液时,物体悬浮
当ρ物>ρ液时,物体下沉
应该看到,上浮和下沉都是动态过程,浮力大于重力时,当物体在水中的上浮过程中,其受力情况是不变的,但当物体部分露出水面后,其所受浮力随其露出水面部分体积的增加而减小,直至浮力与重力平衡,物体飘浮在水面上。若物体所受浮力小于重力,物体将下沉,在水中下沉过程中物体受力情况也不变,直到物体与容器底部接触,此时物体受到浮力与容器底部对物体托力之和跟物体重力平衡。
8、 排水量的含义
轮船的大小通常用排水量来表示,排水量是个专有名词,它是指船满载时排开的水的质量。如将上述质量算成重量也就是船满载后受到的水的浮力(即船受到的最大浮力)。根据物体漂浮在液体的条件,可得如下的计算公式:
排水量=船自身的质量+满载时货物的质量
例如:某轮船的排水量是22000t,船自身质量为8000t,则它最多可装
22000t—8000t=14000t的货物
五、例题选讲
例1: 已知木块重力为G,所受作用力F,问在图中支持面MN所受压力各为多大?解 在图a中,MN所受的压力Fa=G,b中MN所受的压力Fb=F+G,c中MN所受的压力Fc=F
评注 压力和重力是两种不同的力,压力和重力在数值上不一定相等,在有些情况
下压力和重力相等(如图a),有些情况下压力大于重力(如图b),有些情况一下压力小于重力(如放在斜面上的物体对斜面的压力),有些情况下甚至与重力毫无关系(如图c)。
例2 向墙壁上按图钉,已知图钉帽的面积是1cm2图钉尖的面积是0.05mm2,手对图钉帽的压强是2×105Pa ,求图钉尖对墙壁的压强.
解 手对图钉巾的压F帽=p帽·S帽=2×105Pa×10-4m2=20N
手对图钉帽的压力等于图钉尖对墙壁的压力,即 F顶=F帽=20N
从而,图钉尖对墙壁的压强
p尖=F尖/ S尖=20N/(0.05×10-6m2) =4×108Pa
评注 由此题可以看出,使用图钉时,手对图钉帽的压力和图钉尖对墙壁的压力是相等的,但分别作用在不同的受力面上,压力产生的效果大不一样.图钉尖对墙壁产生很大的压强,所以图钉能按进墙壁里;图钉帽对手的压强不是很大的,所以手不会感觉扎疼.
例3:如图所示的容器内装有水,试比较A、B、C各点由液体产生的压强p A、pB、pC的大小。
解:由于液体的密度相同,本题关键是弄清A、B、C各点的深度。深度是指从自由液面到该处的竖直距离,从图中可知:
h4=15cm-5cm=10cm=0.1m
hB=15cm=0.15cm
hC=15cm-10cm=5cm=0.05m
故pB> p A>pC
例4:春天我们都喜欢放风筝,请你找出放风筝运用我们所学过的物理知识的两个地方,并分别说明这是哪个物理知识点的运用。
答:①浮力的知识;②气体压强和流速的关系的知识。
例5:把一小球放入盛满酒精()的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8g酒精,若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量( )
A、大于8g B、等于8g C、小于8g D、无法判断
解:小球放入酒精中沉入容器底部,它受酒精对它的浮力小于小球的重力,即;把小球放入水中漂浮在水面上,它受到的浮力等于小球的重力。即,所以,即。本题易错选B。
这是由于没有正确分析出浮力关系所致。
解:选A。
四.作业布置:完成物理练习卷
五、课后反思 :压强的计算是中考计算的考点,学生在受力面积的判断中容易出错,重力和压力容易混淆,应更多的强调。浮力计算对学生来说较难,但近年中考趋于简单与高中联系较少,学生只需掌握简单计算即可,计算讲太多了些。
第12、13、14、15讲 简单机械
一.教学目标:
1、理解力臂的概念 2、理解杠杆的平衡条件
3、理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用
4、理解做功的两个必要因素 5、理解机械功的计算公式:W=FS
6、理解功率的概念
7、知道有用功和总功,知道机械效率
8、理解动能、势能的初步概念,知道弹性势能,知道动能、势能可以相互转化
9、学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用科学规律去解释具体问题。
10、勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
二、重点和难点
1、理解力臂的概念,正确地在图上画出力臂,或根据题目所给条件判断那一个是力臂。
2、杠杆的平衡条件及应用
3、定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用
4、功、功率的概念
5、功的原理
6、机械效率—知道有用功、额外功、总功和机械效率
7、动能、势能的概念及机械能的概念
8、动能和势能是可以相互转化的。
三、教具:多媒体课件
四.知识点讲解
1、什么是杠杆
物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,实验室使用的天平。常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形。
2、正确理解力臂的概念
力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对支点的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关。支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量。
如图甲所示,若分别在杠杆的A点和B点作用竖直向上
的力F1和F2,使杠杆缓缓绕O点转动,当然用力F2较小,因
为F2的力臂较大。
如图乙中,若先后在杠杆同一点A作用垂直于杠杆的
力F1和斜向下的力F2,使杠杆缓缓绕O转动,我们发现用力F1较小,原因同样在于F1的力臂较大。
应用中必须留心力臂的画法。千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂。
图乙中我们还可以看到,若作用点不变,力的方向发生改变,那么力臂也会随着改变,F1的力臂是l1,F2的力臂是l2,而且力臂不一定在杠杆上(如l2)。
3、杠杆平衡表示什么意思:平衡条件是什么。
当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向(比如顺时针或逆时针)转动,若杠杆保持静止不动或匀速转动时,则我们说杠杆平衡了。根据实验可确定杠杆平衡的条件是:
即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
应该注意所谓动力与阻力并无严格区别,比如天平测量物体质量时,被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力,哪个是阻力,它们在这里的区别仅在于使杠杆转动的方向不同而已。
4、滑轮的实质是什么
滑轮实质是变形的,可连续转动的杠杆。定滑轮的支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,由杠杆的平衡条件可知,定滑轮是等臂杠杆,故使用定滑轮不能省力;动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,由杠杆的平衡条件可知,动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍,动力就是阻力的,所以动滑轮能省一半力。
5、怎样判断滑轮组的用力情况?
使用滑轮组提重物时,若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,则重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一,即F=。因此判断用力情况的关键是
弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重。
用“隔离法”,把重物和动滑轮从滑轮组中“隔离”出来,就很容易弄清直接
与动滑轮连接的绳子的根数n,在图甲中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔
离,以重物和动滑轮为研究对象,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力F=。
同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的力F=。
从上面还可以看出,同一个滑轮组,绳子的绕法不同,省力的情况也不同,绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。
6、正确理解“功”的意义
物理学上引入功的概念,并定为:一个物质受到力的作用,并在力的方向上通过一
段距离,称这个力对物体作了功。
功和日常生活中常常讲的“工作”很相似,但两者并不相同。“工作”的含义比较广泛,它是指用体力劳动或脑力劳动来完成的任何一种活动,物理学中功的含义要狭窄得多,但是比较严格。
功是由两个因素决定的,一个是作用力,一个是作用力方向上物体通过的路程,两者缺一不可。下列三种情况对物体都没有做功:
⑴物体移动了一段距离,但没有受到力的作用。例如物体在光滑水平面做匀速运动,在水平方向没有受到阻力,也没有受到动力,物体由于惯性而运动,因而没有力对物体做功。
⑵物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过距离,例如,用力推车,车没有推动。推车的力没有对物体做功。又如,一个人举着重物不动,他对重物的举力没有对重物做功。
⑶物体受到了力的作用,也通过了距离.但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直.例如,手用竖直向上的拉力提水桶,沿水平方向移动距离,水桶没有在竖直方向上移动距离,这个拉力也没有对水桶做功。
7、正确理解功率的概念
功率是表示物体做功快慢的物理量。功率和功是两个不同的概念,做功多,不一定做功快;反之,做功快不一定做功多。功率大,表示单位时间内做功多。功率是由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定的。从公式P=可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大。
∵W=F˙S ∴P==F˙v
物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率P一定时,力F与速度V成反比。当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
8、机械效率等于有用功跟总功的比值,它与机械是否省力和机械功率大小,做功多少是无关的,一般情况下,省力的机械效率低。
9、测滑轮组的机械效率,在这分组实验中,应把根据原理图装配器材,为培养学生实验能力,老师应让学生知道本实验的原理,按排实验步骤,装配器材,设计表格,以达到逐步发展学生实验能力的目的。
10、关于本节课文后面的实验思考题,应启发引导学生自己解答,必要时,教师也可作适当提示或组织学生讨论三个问题,可按如下思路分析(题目略):
(1)因为W总=W有用+W额外
所以= =
一般情况下,同一滑轮组挂不同的钩码时,W额外变化不大,因而可以近似地认为其不变,但挂不同钩码时,W有用不同,由上式可知,这时机械效率η也不同。
(2)两滑轮组同时挂2个钩码时,当提升相同高度时,W有用是相同的,此过程中,滑轮组所做的额外功主要为提升滑轮,所做功与克服摩擦力所做功之和,因第二种滑轮组提升的动滑轮为2个,它需做的额外功大于第一种滑轮组需做的额外功。故由上式即可知,第二种滑轮组的机械效率比第一种的小。
(3)提高滑轮组机械效率的主要措施有:使滑轮组在满载情况下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功一定的情况下,减少额外功,提高效率。
11、能是物理学中的重要概念,比较抽象,不易理解,只要求学生知道物体做功的本领叫做能(或能量),物体能够做多少功,它就具有多少能。
12、用生活实例共同探讨动能和势能的大小与哪些因素有关,在生活实例及课本中提出的一系列问题的讨论中归纳出有关的结论。
13、“机械能转化和守恒定律”可以分两个层次进行。
(1)通过观察实验与实例分析,得出机械能可以相互转化的结论。
(2)说明机械能可以相互转化后再考虑到“守恒”的概念,事例应由简到较复杂的先后顺序考虑进行分析归纳,尽量应用贴近学生生活的事例,及简单明了的实验进行讲解。
五、例题选讲
例1、 画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂。
解:
例2、 扁担长m,两端物体的重力分别为G1=500N,G2=300N。若不考虑扁担的重力。⑴人的肩头应在什么位置,扁担才平衡 ⑵若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置
解:⑴以肩为支点,前后两物体作用力的力臂分别
扁担平衡时,有
500NN
∴)
(2)扁担两端同时增加100N重力后
F1’ =(500+100)N=600N
F2’=(300+100)N=400N
F1’·1’=F2’(-1’)
解得1’=0.8m(肩头距前面物体0.8m)
例3、有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m,拉力F=400N,重物为多大,试画出滑轮的结构图。
解:对于滑轮组的问题,要弄清:(1)绳端移动的距离s与重物上升的距离h,绳子的段数n之间的关系是s=nh; (2)判断滑轮组绕绳的段数的方法,用一条虚线把动滑轮组和定滑轮“切割”开,再数直接与动滑轮组相连的“绳子段”有几(n)个,就有几(n)段绳; (3)滑轮组上的绳的绕法有两种:一是将绳的一端固定在动滑轮的钩上,拉力方向向上。二是将绳的一端固定在定滑轮的钩上,拉力方向向下。
s=nh
n=
F=
G=nF=4400N=1600N
滑轮组的结构如图所示
例4、用100N水平拉力,将质量为100kg的物体沿水平
地面匀速拉动10m,则拉力对物体做多少功?重力对物体做多少功?物体受到的阻力是多少?
解:物体在水平面上作匀速直线运动,共受四个力作用,水平方向有拉力F和磨擦力f,竖直方向有重力G和支持力N,物体受力情况如图所示,物体沿拉力F方向移动10m,拉力F做功:
WF=F
重力G的方向与物体移动方向垂直,重力做功为零,WG=0。因物体在水平面上作匀速直线运动,根据N顿第一定律
可知:f=F=100N。
例5、一台拖拉机耕地的最大牵引力是2.5N,若每小时拖拉机行驶7.2千m,它的功率多大?每小时作功多少?
解:拖拉机功率:
拖拉机速度:
∴
拖拉机每小时作功:
例6、在100m深的矿井里,每分钟积水9m3,要想不让水留在矿井里,应该用至少多大功率的水泵抽水?
解:每分钟泵抽起水的重力G=,水泵克服重力做功,完成这些功所需时间
∴
=
=147000W=147(kW)
例7、某人用如图所示的滑轮组(不计磨擦)提升某一重物,所用拉力F为200N,若滑轮组的机械效率为80%。求(1)被提升的物重?(2)动滑轮重?
解:(1)
∴
(2) 有
例8、射箭时,能的转化关系是怎样的,为什么拉满弓时射出的箭速度更快?
解:拉弓时,使弓形变,人对弓做功转化为弓的弹性势能。放手后,弓对箭 做功,弓的弹性势能转化为箭的动能使箭以很大速度射出,弓弦拉得越开(即拉满弓)弓的形变越厉害,弓所储藏的弹性势能越多,箭射出时的动能更大,速度也更快。
四.作业布置:完成物理双基优化
五、课后反思:杠杆和滑轮的使用应该加强联系生活实际。功率和机械效率学生易于混淆,应加以对比强调。
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