能量的转化与度量

课程标题：能量的转化与度量设计学习目标：能自己独立完成对教材的预习和复习：掌握本节的重点知识：引发对科学的学习兴趣，培养学习的积极性①：知识归纳复习20分钟设计课堂②：例题讲解20分钟学习计划③：练习巩固60分钟本讲知识点的归纳与复习一.能的转化1.自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不的形式的能量会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。所谓的消耗能量、利用能量、获得能量的实质是能量相互转化和转移的过程。胶片感光成像：光能一化学能特技跳伞：势能一动能和内能激光切割金属：光能一内能森林火灾：化学能一内能、光能植物生长需要阳光：光能一化学能小型水电站工作时：机械能一电能小结：能量转化是一个普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。知识点归例1.火箭用联胺（N2H4）作为燃料，用n2O4作氧化剂，燃烧后生成的高温氮气和水蒸气以很高的速度纳与复习从火箭尾部喷出，使火箭升空。火箭发射过程中将燃料的化学能转化为能和能。例2.以下是跳水运动员从跳板起跳后至入水前过程中的三个瞬间状态：①往上起跳的瞬间；②到达最高点的瞬间；③下落时的状态。在①一②一③两个过程中发生的能量转化分别是A势能一动能，势能一动能B势能一动能，动能一势能C动能一势能，势能一动能D动能一势能，动能一势能二.功1.功：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对该物体做了功。力做功也常说成物体做功。如果物体移动的方向与力的方向相反，则称物体克服该力做功。

设计学习实验学校慧爱教育知识运用方法教案慧爱教育（2012秋季班碧波分校9年级科学第4讲）做功的两个必要因素：设计学习实验学校慧爱教育知识运用方法教案（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离在光滑的水平面上，一钢球由惯性运动了一段距离s，见下图请同学们分析一下在这段匀速运动过程中有没有力对钢球做功。提议先对小球的受力情况进行分析，再逐步确定没有力对小球做功。几种不做功的情况：（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离；（F=0）（2）物体受到力的作用，但没有移动距离；（s=0）（3）物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离；（力和通过的距离方向垂直）（F±s）*所以力学中的“做功”与日常生活中的“工作”不完全一样，平常我们所说的“工作”是对一切消耗体力和脑力劳动的总称。“做功”比“工作”的涵义要狭窄且严格得多。譬如一个人在水平地面担了一天水，他当然是工作了，但从力学角度来说，他基本上没有对水做功。大分析概念：要搞清楚是什么物体用力，什么物体受力，在力的方向上产生了什么效果。要注意做功与“做工”和“工作”的区别。功必须具备两个要素（力和力的方向上通过的距离）。功的计算——球=日rmnoDFCK分析：由图甲可知，用力把一木板提升1米做了一定的功，图乙把同样三块木板提升1米高，拉力做多少功？把一块木板提升3米呢？（见图丙）从以上分析可知，在通过相同的距离时，作用在物体上的力越大，做功越大；作用在物体上的力相等时，物体在力的方向上通过的距离越大，则做功越大。即功的大小跟作用在物体上的力成正比，还跟物体在力的方向上通过的距离成正比。在力学中规定：（1）功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。（2）计算公式：功=力乂距离，即W=Fs（3）功的单位：焦耳，简称焦（J）1焦=1牛米（把2个鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦）例3、质量为50Kg雪橇上装载了350Kg的货物，一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做的功。例4.一物体重100牛，把该物体从地面匀速提到高为1米的桌面上，需要做多少功？如果将这个物体沿水平方向用50牛的力，沿水平地面拖动10米，需要做多少功？功和能的关系（1）能：物体具有做功的本领，就说物体具有能（单位：焦耳）。（2）做功的过程实质上就是能量转化的过程。（3）功用来量度——能量转化的多少。分析：现象1建筑工地上需要将1000块砖送到15米高的楼上。方法如下：①人用筐将砖运送到楼上。②人用滑轮将砖运送到楼上。③使用起重机将砖运送到楼上。提问：以上三种方法所做功的情况有什么不同。现象2一个人用通常的步伐走上三楼，或快速地跑到三楼上。提问：两种方法所做的功的情况有何不同。（要求同上题，先认真去思考，不必急于作答。）三.功率引入：反映该物体做功的快慢的科学量（功率也表示了能量转化的快慢）定义：单位时间里完成的功叫功率。计算公式：（1）定义式：功率=功/时间P=W/t（2）推导式：p=丑=竺=Fv（注意：F与v同方向！）tt（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。）单位：瓦特（W）或焦/秒（J/s）或牛•米/秒（N-m/s）——说明科学量的单位可以通过推导的公式来获得1瓦特=1焦耳/秒，1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦特。介绍：功率是机器的主要技术性能之一，选购机器考虑它的功率时要从实际出发。例5.高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池，要用一台离心式水泵抽水给蓄水池，1小时能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少千瓦？例6.一辆汽车在平直公路上匀速行驶，速度为36千米/时，牵引力为6000牛，求5分钟内汽车牵引力做的功；②汽车的功率。【课堂精讲精关于功的概念，下列说法正确的是（）只要有力作用在物体上，力就对物体做功物体只要移动了距离就做了功有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就对物体做了功有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了距离，那么该力对物体做了功以下说法正确的是（）举重运动员举着杠铃不动，举力做了功用力推桌子，但桌子没有动重物竖直下落，重力做了功小球在光滑水平桌面上移动了一段距离，支持力做了功奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100kg的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中TOC\o"1-5"\h\z稳稳地停留了3秒，三名裁判都亮起了白灯，这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（）她在第一阶段没有做功B.她在第二阶段没有做功C.她在两个阶段内一直都在做功D.她在两个阶段内一直都没有做功一人挑着重400牛的货物沿着长10米坡度为30度的斜坡匀速由坡底走到坡顶，他做的功为（）A,4000牛B,2000牛C.0D,条件不足，无法计算某同学用力将重为200牛的物体在水平地面上推动了10米，该同学做的功为（）A,2000牛B.0C、大于2000牛D.条件不足，无法计算小明用100N的力猛踢一个静止在水平草地上的重为6N的足球，球离脚后在草地上前进了25m，则人对足球做的功是（）A.0JB.150JC.2500JD.条件不足，无法判断某足球运动员在水平方向用25牛的力，将10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30米才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（）A,750焦B,300焦C.450焦D.0某同学把落在地面上的科学课本捡回课桌，他做的功最接近下列哪个值（）A.0.2焦B.2焦C.20焦D.200焦有一段粗细均匀的圆木，重为G，用绳子绕过其中部（如图）绳子一端固定在圆木上，另一端在大小不变的水平拉力F的作用下，拉着圆木沿水平地面匀速滚动一段距离S，在此过程中，拉力F所做的功是（）A.FSB.(F+G)SC.2FSD.2(F+G)S下面哪种说法正确（）做功越多，功率越大做功时间越长，功率就越小在相同时间内，功率越大，做的功越多功率越大，做功越多一台机器功率是1000瓦特，它的意思是（）这台机器每次只能做1000焦耳的功这台机器每小时能做1000焦耳的功这台机器每秒钟能做1000焦耳的功这台机器每秒钟能做1000瓦特的功甲物体重100牛，乙物体重50牛，用20牛的水平拉力分别拉甲、乙两物体，使甲物体在粗糙水平面匀速移动10米，使乙物体在光滑水平面加速移动10米，则拉力对甲、乙两物体所做的功较多的是（）A.甲B.乙C.一样多D.无法判断甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5米/秒的速度提升10米，再将乙集装箱以TOC\o"1-5"\h\z1米/秒的速度提升相同的高度，那么起重机（）第一次做的功多，功率大B.第二次做的功多，功率大C.两次做功一样多，功率一样大D.两次做功一样多，第二次功率大质量相同的甲、乙两同学，从一楼跑到五楼，甲用了3分钟，乙用了2分钟，则两人所做的功W甲、W乙及做功的功率P甲、P乙大小比较（）A.W甲7乙、P甲迎乙B.W^<W乙、P甲VP乙C.W甲削乙、P甲迎乙D.W甲削乙、P甲<P乙小明同学因上课迟到，一口气便从一楼跑到三楼，用时10秒，则他上楼过程中克服自己重力做功的功率最接近（）A.3WB.30WC.300WD.3000W功率相等的两辆汽车，在相等的时间内匀速通过的距离之比为3：2，则（）A.两辆汽车的牵引力之比为3：2B.两辆汽车的牵引力之比为2：3C.两辆汽车做功之比为3：2D.两辆汽车做功之比为2：3汽车上坡时，驾驶员通常要换成低挡，以减少汽车行驶速度，这样做的目的是（）A.省油B.增大摩擦C.安全D.增大爬坡的牵引力大吊车起吊货物上升5米，是力对做了功。一块石头从悬崖边掉下，是力对做了功。在水平路面上拉质量是100千克的车，2分钟内匀速前进了10米，测出水平拉力是120牛，则拉力做功焦，重力做功焦。

设计学习实验学校慧爱教育知识运用方法教案（2012秋季班碧波分校9年级科学第4讲某人用30牛的竖直向上的力把重为10牛的物体向上移动了2米，该人做功。如图所示，三物体在相同的力F作用下沿力的方向移动了距离s，力对物体做功为W1.W2、W3,则W1>W2、W3的关系为。//j7////j7///7~—TTTTtT7TTT7（1）光滑水平面（2）粗糙水平面（3）斜面功率是10千瓦的拖拉机，它1小时能做焦耳的功；如果它1小时行驶3600米，它的发动机的牵引力是牛。一架起重机在1分钟之内将重3x105牛的物体匀速举高10米，则起重机做的功是焦耳，功率是千瓦。一举重运动员将1500牛的杠铃在3秒钟内举高2米，然后在空中停留3秒钟，则他总过程做的功为，前3秒功率为，后3秒功率为。在学校跳绳比赛中，小红同学1分钟跳了120次，每次跳起的高度为5厘米，已知她的质量是40kg，那么小红同学跳绳时的平均功率为，跳一次做的功。重100牛的物体在水平力F的作用下，5秒内沿水平面匀速前进4米，已知物体与水平面之间的滑动摩擦力为20牛，则力F对物体所做的功为，功率为。子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均推力是800牛，子弹的质量为20克，枪膛长55厘米，射出后子弹在空中飞行了80米，则气体对子弹所做的功是多少？有一矿井深100米，每分钟积水4.5立方米，为了不让水留在矿井里，则水泵每分钟至少要做多少功？电动自行车以其轻便、实用、环保的特点受到了消费者的青睐，某型号电动自行车以车速18千米/时在水平路面上匀速行驶时，电动机输出的有用功率为180瓦。求经过半小时，电动自行车行驶的距离是多少；电动机半小时内对电动自行车做的功是多少；电动自行车行驶时受到的阻力是多少。设计学习实验学校慧爱教育知识运用设计学习实验学校慧爱教育知识运用方法教案慧爱教育（2012秋季班碧波分校9年级科学第4讲）【课堂精讲精练B组】[09-兰州】下列实例中，力对物体没有做功的是【】A.起重机吊起重物B.马拉车，车未动C.跳水运动员从跳台跳下D.举重运动员，将杠铃举起[10-昌平】下列说法正确的是[】功率表示物体做功的快慢，所以做功时间越短功率越大做功时间越长，做功越多，功率就越大在相同的时间内做功越多，功率就越大做功时间越短，做功越少，功率越大[10•德州】一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，下列说法中错误的是【】..爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大[10•龙岩】林雨同学将掉落在地面的科学课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于TOC\o"1-5"\h\z[】A.0.2JB.2JC.20JD.200J[10・黔东南】李阳同学用100N的力踢一个重为6N的足球，球离开脚后在水平草地上向前滚动了20m。在球滚动的过程中，李阳同学对足球做的功是【】A.2000JB.600JC.120JD.0J【10・昌平】用100N水平拉力，将质量为100kg的物体沿水平地面匀速拉动10m，则拉力对物体做功为[】A.200JB.80JC.1000JD.800J【10・上海】物体在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进2米，则拉力做的功为焦，功率为瓦；若物体重20牛，则重力对物体做的功为焦。【10・宿迁】小强同学家住5楼，他从1楼上到5楼共用了20s。若l•-「、小强及书包总重为500牛，每层楼的高度为3米，则他上楼做的功"二]"'/：为，功率为。-将宓*[10・常州】小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数如图所示，则木块受到的摩擦力是N，水平木板对木块的支持力是N.若小明拉着木块匀速向右移动了0.5m，则拉力做的功J，重