《能量轉(zhuǎn)化的量度》第一、二課時(shí)

能量如何轉(zhuǎn)化？能量如何轉(zhuǎn)化？第一課時(shí)第一課時(shí)舉重運(yùn)動(dòng)員將舉重運(yùn)動(dòng)員將60千克的杠千克的杠鈴舉高鈴舉高2米，有多少化學(xué)米，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢(shì)能？能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢(shì)能？馬拉著車行走馬拉著車行走100米，米，需消耗多少化學(xué)能？需消耗多少化學(xué)能？FSFS杠鈴和馬車都收到杠鈴和馬車都收到力的作用力的作用，并且，并且都都在力的方向上發(fā)生了移動(dòng)在力的方向上發(fā)生了移動(dòng)。1.1.定義：物體定義：物體，沿，沿，我們就，我們就說說這個(gè)力對(duì)物體做了功這個(gè)力對(duì)物體做了功。力做功力做功也常說成也常說成物體做功物體做功n如：運(yùn)動(dòng)員作用在杠鈴上的如：運(yùn)動(dòng)員作用在杠鈴上的舉力對(duì)杠鈴做功舉力對(duì)杠鈴做功，也可以說成也可以說成運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功。那么馬所施的那么馬所施的拉力對(duì)車做功拉力對(duì)車做功，也可以，也可以說成說成_。馬對(duì)車做功馬對(duì)車做功一、一、功功手對(duì)書手對(duì)書靜止靜止推車未動(dòng)推車未動(dòng)人對(duì)車人對(duì)車手對(duì)車手對(duì)車做功做功不做功不做功不做功不做功一、功一、功做功的兩個(gè)必要因素：做功的兩個(gè)必要因素：1 1、作用在物體上的力、作用在物體上的力2 2、物體在力的方向上通過的距離、物體在力的方向上通過的距離靜靜止止空空中中豎豎直直向向上上提提水水平平移移動(dòng)動(dòng)不做功不做功做功做功不做功不做功S=0S與與F同方向同方向SF有力無距離不做功有力無距離不做功沒有力對(duì)它做功沒有力對(duì)它做功有力無距離不做功有力無距離不做功冰柱在光滑的冰面上滑動(dòng)冰柱在光滑的冰面上滑動(dòng)你領(lǐng)悟了嗎？力和物體力和物體運(yùn)動(dòng)方運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)力不做功向垂直時(shí)力不做功三種特殊的不做功的例子三種特殊的不做功的例子：1、有、有F，s=0,試舉例說明試舉例說明2、有、有F,有有s,但但F、s互相垂直，互相垂直，試舉例說明試舉例說明3、無、無F, 由于慣性運(yùn)動(dòng)的，有由于慣性運(yùn)動(dòng)的，有s，試舉例說明試舉例說明s在踢球的這一刻做功。在踢球的這一刻做功。球離開腳以后，球離開腳以后，由于慣性由于慣性運(yùn)動(dòng)了一段距離，但是沒運(yùn)動(dòng)了一段距離，但是沒有力作用在球上，所以沒有力作用在球上，所以沒有力做功。有力做功。足球運(yùn)動(dòng)員用力踢球，足球離開腳后在場(chǎng)地足球運(yùn)動(dòng)員用力踢球，足球離開腳后在場(chǎng)地上滾動(dòng)了上滾動(dòng)了50米，足球運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做功了嗎？米，足球運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做功了嗎？ 下列情況中，人的下列情況中，人的拉力拉力有沒有對(duì)所帶的有沒有對(duì)所帶的皮箱皮箱做功：做功：（1 1）人用力提放在地上的皮箱，但沒有提起）人用力提放在地上的皮箱，但沒有提起（2 2）人再一次用力把箱子提起）人再一次用力把箱子提起 （3 3）人用力提著皮箱在原地不動(dòng)）人用力提著皮箱在原地不動(dòng)（4 4）人提著箱子在水平路面上走了）人提著箱子在水平路面上走了5050米米（5 5）人提著箱子站在水平勻速行使的汽車上）人提著箱子站在水平勻速行使的汽車上（6 6）人把箱子放在電梯上）人把箱子放在電梯上, ,電梯從電梯從1 1樓上升到樓上升到1010樓樓判斷下列各情況中，力對(duì)物體是否做功，如果沒有判斷下列各情況中，力對(duì)物體是否做功，如果沒有做功請(qǐng)說明原因：做功請(qǐng)說明原因：1在草地上滾動(dòng)的足球，支持力對(duì)球在草地上滾動(dòng)的足球，支持力對(duì)球 。2手提一桶水在水平面上運(yùn)動(dòng)一段距離，拉力對(duì)桶手提一桶水在水平面上運(yùn)動(dòng)一段距離，拉力對(duì)桶 。3一只蘋果從樹上落下過程中，重力對(duì)它一只蘋果從樹上落下過程中，重力對(duì)它 。4、小球被踢出去后，由于慣性在光滑的水平面上滾動(dòng)，、小球被踢出去后，由于慣性在光滑的水平面上滾動(dòng)， 外力對(duì)球外力對(duì)球 。5、懸掛著的電燈，電線拉力對(duì)電燈、懸掛著的電燈，電線拉力對(duì)電燈 。6、舉重運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴過程中，舉力對(duì)杠鈴、舉重運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴過程中，舉力對(duì)杠鈴 。不做功不做功不做功不做功做功做功不做功不做功不做功不做功做功做功4、下列各物體在豎直向上的拉力作用下勻速上升一段、下列各物體在豎直向上的拉力作用下勻速上升一段距離，拉力所做的功誰大？距離，拉力所做的功誰大？2、公式、公式 W = Fs( (注意：注意：s s與與F F同方向同方向) )3、單位：?jiǎn)挝唬航苟苟?J) (J) 簡(jiǎn)稱焦簡(jiǎn)稱焦 或或牛牛米米( ( 讀作讀作:“:“牛米牛米 ” ”) ) 1 1焦耳焦耳=1=1牛牛米米1 1、把一只雞蛋舉高、把一只雞蛋舉高2 2米所做的功大約為米所做的功大約為 1 1焦耳焦耳2 2、把一本、把一本 書從地面撿起放回桌面所做的功大約為書從地面撿起放回桌面所做的功大約為 2 2焦耳焦耳推導(dǎo)式推導(dǎo)式:F =s =sWFW3mW1=W2=W3=W1=F1S1=30牛3m=90焦 F2S2=10牛3m=30焦 F3S3=10牛6m=60焦例例1：用：用100牛的水平推力將某物體沿水平地面拖牛的水平推力將某物體沿水平地面拖動(dòng)動(dòng)5米，需要做多少功？米，需要做多少功？解：已知：解：已知：F=100牛、牛、s=5米米W=Fs=100牛牛5米米=500焦焦若該物體重為若該物體重為500牛，則這個(gè)過程中，牛，則這個(gè)過程中，重力做多少功？重力做多少功？FFs先畫圖分析例例2：有一物體重：有一物體重100牛，把該物牛，把該物體從地面勻速提到高為體從地面勻速提到高為1米的桌米的桌面上，需要做多少功？如果將這面上，需要做多少功？如果將這個(gè)物體用個(gè)物體用50牛的力沿水平地面拖牛的力沿水平地面拖動(dòng)動(dòng)10米，需要做多少功？米，需要做多少功？解：解：勻速提升勻速提升 F1=G=100牛牛 又又s1=h=1米米 W1=F1s1=100牛牛1米米=100焦焦F2=50牛牛 s2=10米米 W2=F2s2=50牛牛10米米=500焦焦答：答：.GF1F2s1s2注意注意：物體時(shí)物體時(shí)F F1 1所做的功說成所做的功說成: :克服阻力克服阻力( (重力重力)G)G做的功做的功, ,可直接用公式可直接用公式W W1 1=Gh=Gh計(jì)算計(jì)算(P74)(P74)時(shí)：時(shí)：W=GhW=Gh計(jì)算計(jì)算(P74)(P74)舉重運(yùn)動(dòng)員將舉重運(yùn)動(dòng)員將6060千克的杠千克的杠鈴鈴2 2米，運(yùn)動(dòng)員對(duì)米，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴至少做多少功？杠鈴至少做多少功？(g(g取取1010牛牛/ /千克千克) )解：解： G=mg=60千克千克10牛牛/千克千克=600牛牛勻速勻速舉高舉高 W=Gh=600牛牛2米米=1200焦焦FhG回顧：回顧：舉重運(yùn)動(dòng)員將舉重運(yùn)動(dòng)員將60千克千克的杠鈴的杠鈴2米，米，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢(shì)能？鈴的勢(shì)能？已知馬車重已知馬車重3000牛，牛，勻速行駛勻速行駛時(shí)，受到的時(shí)，受到的阻力為重力的阻力為重力的0.2倍，倍，馬拉著車勻速行駛馬拉著車勻速行駛100米，拉力做多少米，拉力做多少功？功？W=Fs=600牛牛100米米=6 104焦焦解：解：勻速行駛勻速行駛 F=f=0.2G=0.23000牛牛=600牛牛SFf6 104焦焦馬車重馬車重3000牛，牛，勻速勻速行駛行駛時(shí)，受到的阻力時(shí)，受到的阻力為重力的為重力的0.2倍馬拉著倍馬拉著車行走車行走100米，有多米，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能呢？呢？練習(xí)：解：水平移動(dòng)時(shí)：解：水平移動(dòng)時(shí)： W1 = F s1=100牛牛5米米=500焦焦hs1FFF2勻速抬升時(shí)：勻速抬升時(shí)：G=mg=50千克千克9.8牛牛/米米=490牛牛 W2=Gh=490牛牛1米米=490焦焦 W總總W1+W2=500焦焦+490焦焦990焦耳焦耳答：此人對(duì)物體總共做了答：此人對(duì)物體總共做了990焦耳的功。焦耳的功。F2G G 吊車將重為吊車將重為4000牛的貨物勻速提升牛的貨物勻速提升到到8米高處，后又沿水平方向移動(dòng)米高處，后又沿水平方向移動(dòng)5米，米，問吊車對(duì)貨物總共做多少焦的功？問吊車對(duì)貨物總共做多少焦的功？討論：功和能的關(guān)系？n物體對(duì)外界做功時(shí)，要消耗其自身的能，物體對(duì)外界做功時(shí)，要消耗其自身的能，所以所以做功的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過程做功的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過程。n力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。生了轉(zhuǎn)化。n可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少，能量能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳的單位與功的單位一樣，也是焦耳。n物體對(duì)外做功物體對(duì)外做功,說明物體具有能說明物體具有能;物體具有物體具有能并不一定對(duì)外做功能并不一定對(duì)外做功.為了支援學(xué)校建設(shè)，同學(xué)們參加了義務(wù)勞動(dòng)。下為了支援學(xué)校建設(shè)，同學(xué)們參加了義務(wù)勞動(dòng)。下圖為甲乙兩位同學(xué)分別將一百塊磚搬到二樓時(shí)的圖為甲乙兩位同學(xué)分別將一百塊磚搬到二樓時(shí)的情景，圖中兩位同學(xué)誰對(duì)磚塊做的功多？情景，圖中兩位同學(xué)誰對(duì)磚塊做的功多？例如：甲同學(xué)用例如：甲同學(xué)用22秒鐘做秒鐘做1540焦的功，乙同學(xué)用焦的功，乙同學(xué)用5秒鐘做秒鐘做400焦的功，誰做功快？焦的功，誰做功快？甲同學(xué)每秒鐘做甲同學(xué)每秒鐘做 焦的功。焦的功。 乙同學(xué)每秒鐘做乙同學(xué)每秒鐘做 焦的功。焦的功。 70 70 80 80 答：乙同學(xué)做功快。答：乙同學(xué)做功快。 _來表示做功的快慢。來表示做功的快慢。用單位時(shí)間內(nèi)所完成的功的多少用單位時(shí)間內(nèi)所完成的功的多少四、四、功率功率2、定義式：、定義式：3、單位：、單位：（讀作：（讀作：”焦耳每秒焦耳每秒”）1瓦瓦 =1焦耳焦耳/秒秒其它常用單位：其它常用單位：千瓦千瓦兆瓦兆瓦1 =1000瓦瓦1 =106瓦瓦(kW) (MW) (W) W=Ptt=PWW=t=vs -表示物體做功的表示物體做功的 -Fs例例1:1:馬拉著重馬拉著重10001000牛的車在牛的車在5 5分鐘里分鐘里勻速前進(jìn)勻速前進(jìn)了了30003000米米, ,如果車受到的阻力是車重的如果車受到的阻力是車重的0.10.1倍，則在倍，則在這段時(shí)間內(nèi)，馬的功率是多少？這段時(shí)間內(nèi)，馬的功率是多少？tW解：解：勻速前進(jìn)勻速前進(jìn) F=f=0.1G=0.11000牛牛 =100牛牛 W=Fs=100牛牛3000米米=3 105焦焦 t5分鐘分鐘5 60秒秒300秒秒P秒焦3003000001000瓦瓦答：答： 分分析析解解題題的的思思路路解：解： G=mg=750千克千克10牛牛/千克千克=7500牛牛W=Gh=7500牛牛6米米=45000焦焦答：起重機(jī)的功率是答：起重機(jī)的功率是1.5千瓦千瓦4.電動(dòng)起重機(jī)的功率是電動(dòng)起重機(jī)的功率是1.5千瓦千瓦表示起重機(jī)每秒鐘對(duì)貨物做功表示起重機(jī)每秒鐘對(duì)貨物做功1.5103焦焦起重機(jī)每秒鐘有起重機(jī)每秒鐘有1.5103焦的電能轉(zhuǎn)化為貨物焦的電能轉(zhuǎn)化為貨物的勢(shì)能。的勢(shì)能?；蜇浳锏膭?shì)能每秒鐘增加或貨物的勢(shì)能每秒鐘增加1.5103焦。焦。1.510103 3焦焦/ /秒秒四、四、功率功率2、定義式：、定義式：3、單位：、單位：（讀作：（讀作：”焦耳每秒焦耳每秒”）1瓦瓦 =1焦耳焦耳/秒秒其它常用單位：其它常用單位：千瓦千瓦兆瓦兆瓦1 =1000瓦瓦1 =106瓦瓦(kW) (MW) (W) W=Ptt=PWW=Fst=vs -表示物體做功的表示物體做功的 -也表示能量轉(zhuǎn)化的也表示能量轉(zhuǎn)化的快慢快慢已知馬車重已知馬車重3000牛，勻速行駛時(shí)，受到的阻力為重力的牛，勻速行駛時(shí)，受到的阻力為重力的0.2倍，馬拉著車勻速行駛倍，馬拉著車勻速行駛100米，若馬車的速度是米，若馬車的速度是2米米/秒，秒，求馬拉車的功率是多少？求馬拉車的功率是多少？W=Fs=600牛牛100米米=6 104焦焦解：解：勻速行駛勻速行駛 F=f=0.2G=0.23000牛牛 =600牛牛四、四、功率功率2、定義式：、定義式：3、單位：、單位：（讀作：（讀作：”焦耳每秒焦耳每秒”）1瓦瓦 =1焦耳焦耳/秒秒其它常用單位：其它常用單位：千瓦千瓦兆瓦兆瓦1 =1000瓦瓦1 =106瓦瓦(kW) (MW) (W) W=Ptt=PWW=Fst=vs -表示物體做功的表示物體做功的 -也表示了能量轉(zhuǎn)化的也表示了能量轉(zhuǎn)化的快慢快慢推導(dǎo)式：推導(dǎo)式： P=Fv P=Fv(注意：注意：F與與v同方向同方向)4 4、判斷做功快慢的方法：、判斷做功快慢的方法：(1)做同樣的功，用時(shí)少，做功快。做同樣的功，用時(shí)少，做功快。(2)在相同的時(shí)間內(nèi)，做功多，做功快。在相同的時(shí)間內(nèi)，做功多，做功快。課 堂 筆 記(3)直接計(jì)算出功率，然后判斷做功的快慢。直接計(jì)算出功率，然后判斷做功的快慢。=tGhtmgh1、一臺(tái)機(jī)器的功率是、一臺(tái)機(jī)器的功率是750瓦，它表示的意思是：（瓦，它表示的意思是：（ ）A.這臺(tái)機(jī)器這臺(tái)機(jī)器1分鐘做的功是分鐘做的功是750瓦瓦B.這臺(tái)機(jī)器這臺(tái)機(jī)器1分鐘做的功是分鐘做的功是750焦耳焦耳C.這臺(tái)機(jī)器這臺(tái)機(jī)器1秒鐘做的功是秒鐘做的功是750焦耳焦耳D.這臺(tái)機(jī)器這臺(tái)機(jī)器1秒鐘做的功是秒鐘做的功是750瓦瓦 2、兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)做功，甲機(jī)器做的功是乙機(jī)器做的兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)做功，甲機(jī)器做的功是乙機(jī)器做的功的功的2/3，甲做功所用的時(shí)間與乙做功所用時(shí)間的比，甲做功所用的時(shí)間與乙做功所用時(shí)間的比值是值是4 3，則甲、乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比是，則甲、乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比是（ ） A.2 1B.1 2C.8 9D.9 8 P甲 P乙乙甲甲甲甲 乙乙乙乙 2 34 31 2 B B ctW甲甲乙乙3、右圖是甲、乙兩人所做的功與時(shí)、右圖是甲、乙兩人所做的功與時(shí)間的關(guān)系圖，由圖可知，甲、乙兩間的關(guān)系圖，由圖可知，甲、乙兩人的功率人的功率P甲甲_P乙。乙。 W甲甲W乙乙4汽車在汽車在的情況下進(jìn)行爬坡，在增大的情況下進(jìn)行爬坡，在增大的同時(shí)，汽車的速度會(huì)的同時(shí)，汽車的速度會(huì)_。減小減小P=Fv5.一輛汽車以一輛汽車以36千米千米/時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是60千瓦，求：千瓦，求：（1）10分鐘內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功？分鐘內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功？（2）這輛汽車受到的阻力是多少牛？）這輛汽車受到的阻力是多少牛？解解: (1)W=Pt=60000瓦瓦600秒秒3.6 107焦焦 (2)F=6000牛牛Pv60000瓦瓦363.6米米/秒秒（2）s=vt= 363.6米米/秒秒600秒秒6000米米 ws3.6 107焦焦6000米米F= = 6000牛牛 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) f=F=6000牛牛