能量转化量课程

能量转化量课程第1页/共65页马拉车能量如何转化？化学能

→动能和热能第2页/共65页举重运动员将60千克的杠铃举高2米，有多少化学能转化为杠铃的势能？马拉着车行走100米，需消耗多少化学能？第3页/共65页第3节能量转化的量度第4页/共65页这两种能量转化情景有什么共同特点？FSFS第5页/共65页

物体在力的作用下，沿力的方向通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。功

力做功也常说成物体做功，如运动员作用在杠铃上的力对杠铃做功，也可说成运动员对杠铃做功。从科学角度来看，当运动员举着杠铃不动时，虽然要用很大的力，但此时运动员并没有对杠铃做功。那么，怎样理解做功的含义？第6页/共65页读图做功做功不做功不做功第7页/共65页有力无距离不做功没有力对它做功有力无距离不做功冰柱在光滑的冰面上滑动力和物体运动方向垂直时力不做功你领悟了吗？第8页/共65页1、有力没有距离不做功（劳而无功）。如：拉而不动2、有距离没有力不做功。（如：物体在光滑水平面上靠惯性滑动）3、通过的距离与力的方向垂直不做功。小结三种情况下不做功第9页/共65页手对书静止推车未动人对车手对车判断下列情形人对物是否做功？做功不做功不做功第10页/共65页做功的两个必要因素：（2）物体在力的方向上通过一段距离。这两个因素是严格的，缺一不可！（1）作用在物体上的力。第11页/共65页静止空中竖起向上提水平移动吊车对货物的拉力是否做功？不做功做功不做功S=0S与F同方向S⊥F第12页/共65页s在踢球的这一刻做功。球离开脚以后，足球运动员不再对足球施加力，足球由于惯性运动了一段距离，此时足球运动员对足球没有做功。足球运动员用力踢球，足球离开脚后在场地上滚动了50米，足球运动员对足球做功了吗？第13页/共65页

共同探讨：下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功：（1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起（2）人再一次用力把箱子提起（3）人用力提着皮箱在原地不动（4）人提着箱子在水平路面上走了50米（5）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上（6）人把箱子放在电梯上,电梯从1楼上升到10楼（7）人提着皮箱在电梯中上升√×××××√第14页/共65页起重机按下图所示的三种方式三次将物体匀速吊起思考：第二次与第一次比较说明了什么？在力一样大时，功的大小跟物体沿力的方向移动的距离成正比．第15页/共65页起重机按下图所示的三种方式三次将物体匀速吊起思考：第三次与第一次比较说明了什么？在力的方向移动的距离一样大时，功的大小跟物体受力的大小成正比。第16页/共65页1、功等于力和物体在力的方向上通过的距离 的乘积。（注意S是指在F的方向上移动的距离）3、功的单位：焦耳（焦）1焦耳=1牛顿·米（意义：1牛的力使物体在力的方向上，通过1米的距离时所做的功为1焦。）2、功的公式：功=力×距离

W=F·S功的计算第17页/共65页

焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。第18页/共65页1焦耳有多大？1、把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为1焦耳2、把一本《科学》书从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳第19页/共65页我把重物抱上去了！做功判断下列情形力对物体是否做功？第20页/共65页做功我拉着重物往前走判断下列情形力对物体是否做功？第21页/共65页Ohmygod!我终于举起来了，但是还要停留几秒真是累人啊！不做功判断下列情形力对物体是否做功？第22页/共65页判断下列情形力对物体是否做功？我提着重物往前走不做功第23页/共65页例1：用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动5米，需要做多少功？解：∵F=100牛、s=5米∴W=Fs=100牛×5米=500焦若该物体重为500牛，则这个过程中，重力做多少功？因为重力方向没有通过距离（S⊥G），

所以重力做功为0。第24页/共65页例2：有一物体重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？如果将这个物体用50牛的力沿水平地面拖动10米，需要做多少功？解：∵匀速提升∴F1=G=100牛又∵s1=1米∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦∵F2=50牛s2=10米

∴W2=F2s2=50牛×10米=500焦答：…..注意：提升物体所做的功常直接用W=Gh计算第25页/共65页举重运动员将60千克的杠铃举高2米，运动员对杠铃至少做多少功？(g取10牛/千克)解：G=mg=60千克×10牛/千克=600牛W=Gh=600牛×2米=1200焦答：…..杠铃的势能增加1200焦。此时杠铃的势能增加多少焦？第26页/共65页已知马车重3000牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.2倍，马拉着车匀速行驶100米，拉力做多少功？W=Fs=600牛×100米=6×104焦解：∵匀速行驶

∴F=f=0.2G=0.2×3000牛=600牛答：…..此时是否马车的动能增加6×104焦？第27页/共65页不是。马对车做功消耗的能量转化为马和车的动能以及各种摩擦产生的热能。匀速行驶过程中，消耗的能量转化为各种摩擦产生的热能。第28页/共65页我们可以把能比作一个人的能力，功比作一个人对社会的贡献，一个人要为社会作贡献（功），必须具有一定的能力。因此我们今天就要努力学习并掌握现代科学文化知识，不断提高自身素质，获得能力，以报效祖国，因为有能力才能做功。一个人能力（能）高，不一定为社会做的贡献（功）大，相反，一个人为社会作出的贡献（功）大，不一定他的能力（能）就高。作为时代青年，我们要有时代责任感，人生价值在于奉献，有多大能力，就要尽力为社会多做贡献，多立新功。功和能的关系？第29页/共65页1、一个物体能做功，它一定具有能；一个物体做的功多，它具有的能不一定多；一个物体在做功，它肯定具有能。2、做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。3、可以用功来量度能量转化的多少，能量的单位与功的单位一样，也是焦耳。功和能的关系第30页/共65页第31页/共65页吊车将重为4000牛的货物匀速提升到8米高处，后又沿水平方向移动5米，问吊车对货物总共做多少焦的功？第32页/共65页如图，人提着重100N的桶，沿楼梯从一楼上到6米高的三楼，人对桶做了多少功？已知：G=100N,h=6m求：W答：人对桶做了600J的功。Gh=100N6m=600J解：W=Fs=我的思考第33页/共65页

一个同学用120牛的力，将一个4牛重的足球踢到25米远处，对他踢球是做功的情况，下列说法正确的是（）A、做功3000焦B、做功100焦C、没有做功

D、做了功，但条件不足，无法计算

起重机钢索拉力是2×104N，将质量是1.8×103Kg的物体吊高5m。（1）起重机的拉力做了多少功？（2）起重机克服重力做了多少功？（3）为什么以上两个功不相等?第34页/共65页

放在水平地面上重1000牛的箱子，在一个水平推力作用下移动了3米，松开手以后，箱子又往前运动了1米，已知推力F对箱子一共做了60焦耳的功。求：（1）推力F为多大？（2）重力和地面支持力对箱子做了多少功？

已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力，分别是甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力所作的功分别是W甲、W乙，则（）A、W甲>W乙B、W甲<W乙C、W甲=W乙D、条件不足，无法确定第35页/共65页第36页/共65页第37页/共65页第38页/共65页为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？谁做功快？第39页/共65页谁做功快？对比（a)、(b)可知：相同时间甲做了更多的功，甲做功快。第40页/共65页谁做功快？对比（a)、(c)可知：做相同的功，甲做功时间更短，甲做功快。第41页/共65页做功快慢的比较方法方法一：时，比较做功时间长短方法二：时，比较做功的多少判断：做功快的物体一定要做功多吗?第42页/共65页做功有快有慢又如何比较二者做功的快慢？

例如：甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功。第43页/共65页知识的迁移运动的快慢用单位时间里通过的距离来表示压力的作用效果用单位面积上受到的压力来表示科学意义科学量压强速度那么做功的快慢用什么来表示呢？又叫做什么？第44页/共65页1、定义：单位时间里完成的功叫做功率2、定义式：3、单位：焦耳/秒读作：焦耳每秒瓦特1=1其它常用单位：千瓦兆瓦1=1000瓦1=106瓦(1W=1J/s)(KW)(MW)功率表示做功的快慢第45页/共65页姓

名:詹姆斯·瓦特

国

籍:英国出生年代:1736成就：蒸汽机

在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。瓦特

JamesWatt1736~1819第46页/共65页

四、功率

----表示物体做功快慢4、1瓦特的意义：

表示1秒钟做功1焦耳阅读书P86图3-32第47页/共65页常见功率第48页/共65页例1：甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，求甲乙两同学的功率。解：甲同学的功率乙同学的功率乙同学做功快。第49页/共65页例2：起重将质量为750千克的货物，在0.5分钟内匀速吊起6米高，起重机的功率有多大？解：G=mg=750千克×9.8牛/千克=7350牛W=Gh=7350牛×6米=44100焦答：起重机的功率是1.47千瓦.=44100焦0.5×60秒=1470瓦=1.47千瓦第50页/共65页起重机的功率是1.47千瓦意义？表示起重机每秒钟对货物做功1.47×103焦能量如何转化？起重机每秒钟消耗的1.47×103焦的电能转化为货物的势能。货物的势能每秒钟增加1.47×103焦。第51页/共65页

四、功率

----表示物体做功快慢功率也表示了能量转化的快慢功率越大，能量转化的越快；功率越小，能量转化的越慢。第52页/共65页举重运动员将600牛的杠铃举高2米，若所用时间只有1秒钟，则运动员爆发的功率是有多大？解：W=Gh=600牛×2米=1200焦答：…..第53页/共65页功率为10千瓦的拖拉机，在2分钟内匀速耕地200米，假设该过程中拖拉机仅克服阻力做功。（1）拖拉机克服阻力做功为多少？（2）拖拉机所受到的阻力的大小为多少？解：W=Pt=10000瓦×2×60秒=1.2×106焦F=W/s=1.2×106焦/200米=6000牛第54页/共65页一辆起重机的功率为8千瓦，要将重为8000牛的砖块匀速提到高为10米的楼房顶部，需要多少时间？解:W=Gh=8000牛×10米=80000焦

t=W/P=80000焦/8000瓦=10秒第55页/共65页已知马车重3000牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.2倍，马拉着车匀速行驶100米，拉力做多少功？W=Fs=600牛×100米=6×104焦解：∵匀速行驶

∴F=f=0.2G=0.2×3000牛=600牛若马车的速度是2米/秒，求马的功率第56页/共65页W=Fs=600牛×100米=6×104焦可否直接利用牵引力与速度计算功率？第57页/共65页

四、功率

----表示物体做功快慢6、推导式：注意：F与v同方向第58页/共65页练习：牛以0.3米/秒匀速耕地时，牵引力为400牛；拖拉机以1米/秒匀速耕地时，牵引力为2000牛，计算两种方法耕地的功率。第59页/共65页

（1）指出应测量的物理量；（2）应选择的测量工具；（3）测量功率的依据．练习第60页/共65页例1、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如下图所示，则A、甲做功较多，功率较大B、甲做功较多，功率较小C、甲做功较多，甲、乙功率相等D、甲、乙做功相等，乙的功率较大第61页/共65页

电动自行车以其轻便、实