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高中物理人教版 (新课标)必修23.功率导学案及答案
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高一物理衔接第5讲 功和功率 课型：衔接课 课时：2 一、学习目标： 1. 知道功的定义，理解功的两个要素。 2. 掌握功的公式及单位，并能计算有关的实际问题。 3. 知道功率公式及意义。 二、学习要点： 1. 功的概念的理解。2. 功的计算方法。 三、课程精讲： 1、功 ⑴定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。 ⑵功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 ⑶表达式：功＝力×距离，即W＝F·s 单位：国际制主单位是焦耳，简称焦，符号为J，1J＝1N·m 问：某同学体重50kg，提着10kg的一桶水，在教室门前走廊上走了30m，提桶的拉力做了多少功？如果该同学爬楼梯从一楼到4m高的二楼，提桶的拉力至少要做多少功？他做的总功是多少？ 2、功率 ⑴定义：单位时间里物体完成的功。 物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 ⑵表达式： SKIPIF 1 < 0 单位：国际制主单位是瓦特，简称瓦，符号W，1W=1J/s； 常用单位有千瓦（kW）、兆瓦（MW），1kW=103W，1MW=106W 注意：①功率大的物体做功快，但做功不一定多；同样，做功多的机器功率不一定大。② SKIPIF 1 < 0 ，式中的v，如果是匀速直线运动，则为匀速直线运动的速度；如果是变速运动，则为物体的平均速度。在考虑发动机的功率一定的汽车爬坡过程中，为了获得更大的爬坡牵引力，则可以把高挡位换为低挡位即是减小爬坡速度的办法。③比较做功快慢有三种方法：一是做相同的功，比较所需的时间，所需时间越少，则做功就越快，即功率越大；二是取相同的时间，比较做功的多少，做的功越多，则做功就越快，即功率越大；三是用表达式直接求得结果比较，数值大的，则做功就越快，即功率越大。 3、机械效率：反映机械性能优劣的物理量。 机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量。在总功一定的的情况下，机械效率越高，有用功越多，额外功越少。实际上人们在不断探索提高机械效率的途径，如加润滑油、使用轴承等，减小运动的阻力。 功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没用必然的联系。功率大，表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高。功率大的机械不一定效率高。不论在什么情况下，提高机械效率都具有十分重要的意义，它不仅有很高的经济价值，还能够增强人们的效率意识，而讲求效率正是现代人们必须具备的基本素质之一。 4、机械能 ⑴能的概念：一个物体能够做功，这个物体就具有能量，简称为能。能是表征物体做功本领的物理量，一个物体的能量越大，表明它具有更大的做功本领。能的形式很多，内能、电能、化学能、原子能等，机械能也是能的一种形式。 ⑵机械能 ①动能：物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大，质量越大，它的动能就越大。高中物理将要学习动能的表达式为： SKIPIF 1 < 0 ②势能：势能有重力势能和弹性势能两种形式。 重力势能：物体由于被举高而具有的势能叫重力势能。一个物体如果质量越大，被举得越高，它的重力势能就越大。如果以地面为参考面，一个质量为m的物体，被举的高度为h，则该物体具有的重力势能为：Ep=mgh 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。弹性物体的形变量越大，它的弹性势能就越多。 ③机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能。 ⑶单位：焦耳。 一个物体可以既有动能，又有势能，能量的变化量可以用做功的多少来衡量，因此，机械能的单位跟功的单位相同。 ⑷机械能守恒：动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能，在只有动能和势能转化过程中，机械能的总量保持不变，即物体的机械能守恒。 5、同步练习 ⑴小王用100N的力，将60N的铅球投掷到10m远处，则小王对铅球做的功为（ ） A．0 B．103J C．1.36×103J D．条件不足,无法求出 ⑵小华用同样大小的力沿水平方向推着木箱在较光滑的地面和粗糙的地面前进了相同的距离,推力对木箱做的功是（ ） A．沿光滑地面大 B．沿粗糙地面大 C．做功相同 D．无法判断 ⑶一只皮球从高处落下,碰到地面后发生弹性形变,又反弹起来,在下列各过程中,皮球的动能转化为弹性势能的是（ ） A．从高处落下刚碰到地面的过程中 B．从碰到地面到形变最大的过程中 C．从皮球形变最大到离开地面的过程中 D．从皮球离开地面到达最高点的过程中 ⑷一个物体在平衡力的作用下（ ） A．动能一定不变 B．势能一定不变 C．机械能一定不变 D．以上说法都不对 ⑸在举重比赛时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶；第二阶段使杠铃在空中停留3s．下列关于运动员对杠铃做功的说法．正确的是( ) A．他在第一阶段内没做功 B．他在第二阶段内没做功 C．他在两个阶段内都没做功 D．他在两个阶段内都做了功 ⑹甲乙两台机器，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，下面说法正确的是（ ） A．甲做功比乙做功多； B．乙做功比甲做功多； C．甲的功率比乙的功率大； D．若功率相同，在相同的时间里甲的有用功比乙的有用功多。 ⑺甲乙两人各把100块砖从一楼搬到五楼，甲需半小时，乙需1小时，两人对砖做功与功率分别为W甲、W乙、P甲、P乙，那么（ ） A.W甲＞W乙， P甲＞P乙； B. W甲＝W乙， P甲＝P乙； C.W甲＝W乙， P甲＞P乙； D.W甲＞W乙， P甲＝P乙； ⑻将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它( ) A.动能不变,重力势能增加,机械能不变 a· b· B. 动能减少,重力势能增加,机械能不变 C.动能减少,重力势能增加,机械能减少 D.动能增加,重力势能减少,机械能增加 ⑼如图所示情景是一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者达的最低点，对于游戏者离开跳台到最低点的过程中，下列说法不正确的是（ ） A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者的重力势能一直在减少 C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能 D．游戏者到b点时，他的动能为零 ⑽小明跳跳绳时所穿的鞋的总质量为0.4kg，她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5cm，则每上升一次，她对鞋所做功为_________J。跳跃时若上升时间占每次跳跃时间的 SKIPIF 1 < 0 ，则每上升一次，她对鞋做功和平均功率为_________W。（g取10N/kg） ⑾正在一段平直公路上匀速前进的绿化洒水车,它在向公路两旁的花木喷水的过程中,其动能_________,这是因为___________________________. ⑿一台起重机将重3600N的货物提升4m，如果该起重机的机械效率是60％，则：起重机做的有用功是_________J，总功是_________J，额外功是_________J。 ⒀一台起重机用3×104N的拉力在0.5min内将一构件向上匀速吊起3m，接着又用0.5min将构件沿水平方向移动3m，求整个过程中起重机拉力所做的功和功率。 物理量概念公式（利用机械提升重物为例）有用功利用机械做功时，对人们有用的非做不可的功 SKIPIF 1 < 0 额外功利用机械做功时，对人们无用但又不得不做的功 SKIPIF 1 < 0 总 功有用功与额外功的总和 SKIPIF 1 < 0 机械效率有用功跟总功的比值 SKIPIF 1 < 0
高一物理衔接第5讲 功和功率 课型：衔接课 课时：2 一、学习目标： 1. 知道功的定义，理解功的两个要素。 2. 掌握功的公式及单位，并能计算有关的实际问题。 3. 知道功率公式及意义。 二、学习要点： 1. 功的概念的理解。2. 功的计算方法。 三、课程精讲： 1、功 ⑴定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。 ⑵功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 ⑶表达式：功＝力×距离，即W＝F·s 单位：国际制主单位是焦耳，简称焦，符号为J，1J＝1N·m 问：某同学体重50kg，提着10kg的一桶水，在教室门前走廊上走了30m，提桶的拉力做了多少功？如果该同学爬楼梯从一楼到4m高的二楼，提桶的拉力至少要做多少功？他做的总功是多少？ 2、功率 ⑴定义：单位时间里物体完成的功。 物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 ⑵表达式： SKIPIF 1 < 0 单位：国际制主单位是瓦特，简称瓦，符号W，1W=1J/s； 常用单位有千瓦（kW）、兆瓦（MW），1kW=103W，1MW=106W 注意：①功率大的物体做功快，但做功不一定多；同样，做功多的机器功率不一定大。② SKIPIF 1 < 0 ，式中的v，如果是匀速直线运动，则为匀速直线运动的速度；如果是变速运动，则为物体的平均速度。在考虑发动机的功率一定的汽车爬坡过程中，为了获得更大的爬坡牵引力，则可以把高挡位换为低挡位即是减小爬坡速度的办法。③比较做功快慢有三种方法：一是做相同的功，比较所需的时间，所需时间越少，则做功就越快，即功率越大；二是取相同的时间，比较做功的多少，做的功越多，则做功就越快，即功率越大；三是用表达式直接求得结果比较，数值大的，则做功就越快，即功率越大。 3、机械效率：反映机械性能优劣的物理量。 机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量。在总功一定的的情况下，机械效率越高，有用功越多，额外功越少。实际上人们在不断探索提高机械效率的途径，如加润滑油、使用轴承等，减小运动的阻力。 功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没用必然的联系。功率大，表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高。功率大的机械不一定效率高。不论在什么情况下，提高机械效率都具有十分重要的意义，它不仅有很高的经济价值，还能够增强人们的效率意识，而讲求效率正是现代人们必须具备的基本素质之一。 4、机械能 ⑴能的概念：一个物体能够做功，这个物体就具有能量，简称为能。能是表征物体做功本领的物理量，一个物体的能量越大，表明它具有更大的做功本领。能的形式很多，内能、电能、化学能、原子能等，机械能也是能的一种形式。 ⑵机械能 ①动能：物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大，质量越大，它的动能就越大。高中物理将要学习动能的表达式为： SKIPIF 1 < 0 ②势能：势能有重力势能和弹性势能两种形式。 重力势能：物体由于被举高而具有的势能叫重力势能。一个物体如果质量越大，被举得越高，它的重力势能就越大。如果以地面为参考面，一个质量为m的物体，被举的高度为h，则该物体具有的重力势能为：Ep=mgh 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。弹性物体的形变量越大，它的弹性势能就越多。 ③机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能。 ⑶单位：焦耳。 一个物体可以既有动能，又有势能，能量的变化量可以用做功的多少来衡量，因此，机械能的单位跟功的单位相同。 ⑷机械能守恒：动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能，在只有动能和势能转化过程中，机械能的总量保持不变，即物体的机械能守恒。 5、同步练习 ⑴小王用100N的力，将60N的铅球投掷到10m远处，则小王对铅球做的功为（ ） A．0 B．103J C．1.36×103J D．条件不足,无法求出 ⑵小华用同样大小的力沿水平方向推着木箱在较光滑的地面和粗糙的地面前进了相同的距离,推力对木箱做的功是（ ） A．沿光滑地面大 B．沿粗糙地面大 C．做功相同 D．无法判断 ⑶一只皮球从高处落下,碰到地面后发生弹性形变,又反弹起来,在下列各过程中,皮球的动能转化为弹性势能的是（ ） A．从高处落下刚碰到地面的过程中 B．从碰到地面到形变最大的过程中 C．从皮球形变最大到离开地面的过程中 D．从皮球离开地面到达最高点的过程中 ⑷一个物体在平衡力的作用下（ ） A．动能一定不变 B．势能一定不变 C．机械能一定不变 D．以上说法都不对 ⑸在举重比赛时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶；第二阶段使杠铃在空中停留3s．下列关于运动员对杠铃做功的说法．正确的是( ) A．他在第一阶段内没做功 B．他在第二阶段内没做功 C．他在两个阶段内都没做功 D．他在两个阶段内都做了功 ⑹甲乙两台机器，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，下面说法正确的是（ ） A．甲做功比乙做功多； B．乙做功比甲做功多； C．甲的功率比乙的功率大； D．若功率相同，在相同的时间里甲的有用功比乙的有用功多。 ⑺甲乙两人各把100块砖从一楼搬到五楼，甲需半小时，乙需1小时，两人对砖做功与功率分别为W甲、W乙、P甲、P乙，那么（ ） A.W甲＞W乙， P甲＞P乙； B. W甲＝W乙， P甲＝P乙； C.W甲＝W乙， P甲＞P乙； D.W甲＞W乙， P甲＝P乙； ⑻将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它( ) A.动能不变,重力势能增加,机械能不变 a· b· B. 动能减少,重力势能增加,机械能不变 C.动能减少,重力势能增加,机械能减少 D.动能增加,重力势能减少,机械能增加 ⑼如图所示情景是一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者达的最低点，对于游戏者离开跳台到最低点的过程中，下列说法不正确的是（ ） A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者的重力势能一直在减少 C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能 D．游戏者到b点时，他的动能为零 ⑽小明跳跳绳时所穿的鞋的总质量为0.4kg，她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5cm，则每上升一次，她对鞋所做功为_________J。跳跃时若上升时间占每次跳跃时间的 SKIPIF 1 < 0 ，则每上升一次，她对鞋做功和平均功率为_________W。（g取10N/kg） ⑾正在一段平直公路上匀速前进的绿化洒水车,它在向公路两旁的花木喷水的过程中,其动能_________,这是因为___________________________. ⑿一台起重机将重3600N的货物提升4m，如果该起重机的机械效率是60％，则：起重机做的有用功是_________J，总功是_________J，额外功是_________J。 ⒀一台起重机用3×104N的拉力在0.5min内将一构件向上匀速吊起3m，接着又用0.5min将构件沿水平方向移动3m，求整个过程中起重机拉力所做的功和功率。 物理量概念公式（利用机械提升重物为例）有用功利用机械做功时，对人们有用的非做不可的功 SKIPIF 1 < 0 额外功利用机械做功时，对人们无用但又不得不做的功 SKIPIF 1 < 0 总 功有用功与额外功的总和 SKIPIF 1 < 0 机械效率有用功跟总功的比值 SKIPIF 1 < 0
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