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第2节_能量转化的量度第一、二课时

发布时间:2013-11-05 11:37:06  

第一课时
能量如何转化?
化学能→机械能

运动员的化学能 →杠铃的机械能

能量如何转化?
化学能→马和车的动能以及由于 各种摩擦所产生的热能

F

S

F
S

杠铃和马车都受到力的作用,并且 都在力的方向上发生了移动。

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?

一、功 1.定义: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。


力做功也常说成物体做功

?

如:运动员作用在杠铃上的举力对杠铃 做功,也可以说成运动员对杠铃做功。

那么马所施的拉力对车做功,也可以 马对车做功 说成_________________。

手对车

做功

静止 手对书 不做功

推车未动 人对车 不做功

一、功
2.做功的两个必要因素:(记) (1)作用在物体上的力

(2)物体在力的方向上通过的距离

探讨:物体不做功的情况

滑行中的冰壶是否受到力?此时是否做功? 滑行中的冰壶是由于惯性而移动一段距离的, 此时不受到推力的作用(即F=0)。

F

不做功 不做功
F

做功 S与F同方向
S

F

不做功 S⊥F

S=0

静 止 空 中

S

竖 起 向 上 提

水 平 移 动

一、功
3.几种不做功的情况: (1)物体受到力,但没有移动。(s=0)

(2)物体受到力,但没有在力的方向上 移动一段距离。(s⊥F)
(3)物体由于惯性而移动一段距离。(F=0)

下列各物体在竖直向上的拉力作用 下匀速上升一段距离,拉力所做的 功谁大?

3m

二、功的计算 1、科学上规定:功等于力跟物体在力的方向 上通过的距离的乘积。即:功 =力× 距离 W 2、公式 W = Fs F = W s= s
F

(注意:★s---是F方向上通过的距离) 3、功的单位:焦耳(J) 或牛· 米
( 读作:“牛米 ”)

1焦耳=1牛· 米
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

下列各物体在竖起向上的拉力作用下匀 速上升一段距离,拉力所做的功谁大?
W1= 1S1=30N×3m=90J =F

W2= F2S2=10N×3m=30J
W3= F3S3=10N×6m=60J

3m

例1:用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动 F F 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? 因为在重力方向没有通过距离(即:S⊥G), 所以重力做功为0。
G

s

G

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?

F1

F2

s1 G s2

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:匀速提升物体时F1所做的功说成:克服阻力 (重力)G做的功,可直接用公式W1=Gh计算(P74)

三、功和能的关系

P75

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、可以用功来量度能量转化的多少
4、能量的单位与功的单位一样,也是焦耳

举重运动员将60千克的杠 铃匀速举高2米,运动员 对杠铃至少做多少功?(g 取10牛/千克)

F
G h

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。

F
S

f

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?

解:∵匀速行驶 ∴F=f=0.2G=0.2×3000牛=600牛 W=Fs=600牛×100米=6 × 104焦 答:….. 此时是否马车的动能增加6×104焦?

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。

一、功

---表示量度能量转化的多少 第二课时

1.定义: 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。 2.做功的两个必要因素: (1)作用在物体上的力 悬 (2)物体在力的方向上通过的距离 停 3.几种不做功的情况: (1) (s=0) (2) (s⊥F)

(3) (F=0)
s

水平移动

二、功的计算 功等于力跟物体在力的方向上 1、科学上规定: 通过的距离的乘积。即:功 =力× 距离 2、公式 W = Fs (注意:★s---是F方向上通过的距离) 3、功的单位: 焦耳(J) 或牛· ( 读作:“牛米 ”) 米 1焦耳=1牛· 米
注意:匀速提升物体时F1所做的功说成:克服阻力(重力)G 做的功,可直接用公式W1=Gh计算

练 习
: F

F F

s2

F

G

s1

解:水平移动时: W1 = F s1=100牛×5米=500焦 匀速抬升时:G=mg=50千克×9.8牛/米=490牛 W2=Gh=490牛×1米=490焦
W总=W1+W2=500焦+490焦=990焦耳 答:此人对物体总共做了990焦耳的功。

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?

练习1:一辆汽车在高速公路上以30米/秒的 速度匀速行驶,受到的阻力是2000牛,这辆 汽车在1分钟做的功是多少?
解:∵匀速行使 ∴F=f=2000牛
s=vt= 30米/秒 ×60秒=1800米
W=Fs=2000牛×1800米=3600000焦=3.6×106焦

答:汽车在1分钟做的功是3.6 ×106焦

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?

F1

F2

s1 G s2

解:∵匀速提升 ∴F1=G=100牛 又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦

注意:匀速提升物体时F1所做的功说成:克服阻力 (重力)G做的功,可直接用公式W=Gh计算

?

某商场扶梯的高度是5米,扶梯长 度是7米,小明体重为600牛,扶梯 把小明送到楼上的过程中

对小明做 功是多少焦?

?

一个质量为50千克的人,连续向上 跳12个台阶,已知每个台阶高度为 0.2米,则此人做功多少??

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?









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,谁做功快?
甲同学每秒钟做 50 乙同学每秒钟做 80 答:乙同学做功快。 焦的功。 焦的功。

用单位时间内所完成的功的多少 _________________________ 来表示做功的快慢。

四、功率 ----表示物体做功的快慢 ---1、定义:单位时间里完成的功叫做功率 2、定义式:
W t= P

W=Pt

W=Fs 1 3、单位: 瓦特 =1 焦耳/秒 (W) (读作:焦耳每秒) 其它常用单位: 千瓦 =1000瓦 1 兆瓦=106瓦 1 (kW) (MW)

s t= v

例1:马拉着重1000牛的车在5分钟里匀速前进了3000米, 如果车受到的阻力是车重的0.1倍,则在这段时间内, 马拉车做了多少的功?马的功率有是多少?
解:∵匀速前进

∴F=f=0.1G=0.1×1000牛
=100牛

W=Fs=100牛×3000米=3 ×105焦 t=5分钟=5 ×60秒=300秒 300000 焦 W P= = =1000瓦 300秒 t 答:…



例2:电动起重机将质量为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 (取g=10牛/千克)? 解: G=mg=750千克×10牛/千克=7500牛 W=Gh=7500牛×6米=45000焦

答:起重机的功率是1.5千瓦

起重机的功率是1.5千瓦 1.5×103焦/秒


表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦



起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转 化为货物的势能。 或货物的势能每秒钟增加1.5×103焦。

小结:功率也表示了能量转化的快慢

四、功率 ---表示物体做功的快慢 ---也表示了能量转化的快慢 1、定义:单位时间里完成的功叫做功率 2、定义式:
W t= P

W=Pt
W=Fs

s t= v

1 3、单位: 瓦特 =1 焦耳/秒 (1 W=1J/s) (W) (读作:焦耳每秒) 其它常用单位: 千瓦 =1000瓦 1 兆瓦=106瓦 1 (KW) (MW)

举重运动员将600牛的杠铃 匀速举高2米,若所用时间 只有0.6秒钟,则运动员爆 发的功率是有多大? 解: W=Gh=600牛×2米=1200焦
2000瓦=2千瓦

0.6秒

答:…..

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?

解:∵匀速行驶 ∴F=f=0.2G=0.2×3000牛 =600牛 W=Fs=600牛×100米=6 × 104焦
解 法 1

解 法 2

∴ P=Fv=600牛×2米/秒=1200瓦

四、功率 ---表示物体做功的快慢 ---也表示了能量转化的快慢
课 堂 笔 记

1、定义:单位时间里完成的功叫做功率 2、定义式: 推导式: P=Fv
(注意:F与v同方向)

W=Pt
W=Fs

W t= P

s t= v

3、单位:

1 瓦特 =1 焦耳/秒 (1 W=1J/s) (W) (读作:焦耳

每秒) 其它常用单位: 千瓦 =1000瓦 1 兆瓦=106瓦 1 (mW) (kW)

4、功率表示的意义:
例如:起重机的功率是1.5千瓦
课 堂 笔 记



表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦

起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转 化为货物的势能。

5、判断做功快慢(即功率大小)的方法:
(1)做同样的功,用时少,功率大。 (2)在相同的时间内,做功多,功率大。

1、一台机器的功率是750瓦,它表示的意思是:( A.这台机器1分钟做的功是750瓦 B B. 这台机器1分钟做的功是750焦耳 C. 这台机器1秒钟做的功是750焦耳 D. 这台机器1秒钟做的功是750瓦 2、两台机器同时做功,甲机器做的功是乙机器做的 功的2/3,甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比 值是4∶3,则甲、乙两台机器的功率之比是( B ) A.2∶1 B.1∶2 C.8∶9 D.9∶8
P甲∶P乙=
甲 甲







2 3 =——∶—— 4 3 乙 =1∶2

3、右图是甲、乙两人所做的功与时 W甲 (2)s=vt= 36÷3.6米/秒×600秒=6000米 间的关系图,由图可知,甲、乙两 > 人的功率P甲____P乙。7 3.6 ×10 焦 w =———— = 6000牛W乙 F=—— 6000米 s

W

甲 乙

∵匀速直线运动 4汽车在满功率的情况下进行爬坡,在增大牵引 ∴f=F=6000牛 减小 力的同时,汽车的速度会_____。 P=Fv

t

5. 一辆汽车以36千米/时的速度做匀速直线运动,已知 发动机的功率是60千瓦,求: (1)10分钟内汽车发动机做了多少功? (2)这辆汽车受到的阻力是多少牛? 解: (1)W=Pt=60000瓦×600秒=3.6 ×107焦 P 60000瓦 (2)F=——=————————=6000牛 v 36÷3.6米/秒

作业:B本 P26 (二)


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