第2节能量转化的量度Word格式.docx

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如人推车，车没动；

人举着重物不动。

（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；

如人提着重物在水平运动，人没有对重物做功。

2、功的计算

公式：

功＝力×

距离（功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积）

W＝Fs

单位：

焦（J）或牛·

米（N·

m）

计算时需注意的问题：

（1）分清是哪个力对物体做的功，计算功时的F就是这个力

（2）公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离，强调对应

（3）功的单位：

功的单位是焦耳，简称“焦”

（4）当物体是克服重力做功时：

W＝Fs=Gh=mgh

小结：

以举重和马拉车为例，说明功和能的关系。

做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。

所以可以用功来量度能量转化的多少，能量单位与功的单位一样，也是焦耳。

【典型例题】

例1.沪杭高速铁路日前正式开工建设，嘉兴一村民的别墅正好位于规划线路上，为了节约拆迁成本，他采用了整体平移的新技术，为“高铁”建设让路，见下图。

（1）平移过程中，用推力为4×

106牛的机械推动别墅缓慢平移了50米，机械对别墅做了多少功？

（2）这幢别墅质量达2×

106千克，而地面能承受的最大压强不能超过5×

105帕，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积？

（g＝10牛／千克）

解析：

这是一道综合考查功和压强的计算题，关键在于公式的运用与变形推导，具体的演算过程参见答案解析。

答案：

（1）W＝Fs＝4×

106牛×

50米＝2×

108焦

（2）F＝G＝mg＝2×

106千克×

10牛／千克＝2×

107牛

由P＝

得：

S=

＝2×

107牛/（5×

105帕）＝40米2

答：

机械对别墅做功2×

108焦，支承面至少要40米2面积。

例2.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。

则第2秒末时，物体处于___状态，第6秒末到第9秒末，推力F做的功是__焦耳。

这是一道图象分析计算题，也是近几年来的一个考查热点，要求同学们会用自己所学的科学知识分析图象中的数据信息，并能根据这些信息进行相关的计算。

第一问从第三幅图不难看出：

前三秒物体的运动速度为0m/s，所以前三秒物体处于静止状态，因此第2秒末时，物体也应该处于静止状态。

第二问要求出推力F所做的功，就必须先求出力F和物体在力F的方向上移动的距离，从第二幅图可以看出第6秒末到第9秒末，推力F的大小为4牛，从第三幅图可以看出第6秒末到第9秒末，物体的运动速度为2m/s，所以移动的距离s=vt=2m/s×

3s=6m。

则推力F做的功为：

W=Fs=4N×

6m=24J。

静止24

例3.北京奥运会有一大批高科技设备投入使用。

如图为奥运会帆船比赛使用的水上浮标，该浮标质量为2000千克，能测量风速、风向、温度、湿度、气压、海流等数据。

（1）该浮标调试完毕后，由起重机吊至运输船，运往指定水域投入使用。

如果起重机将浮标匀速举高6米，则起重机对浮标做了多少功？

（g取10牛／千克）

（2）浮标漂浮在水面上，其受到的浮力大小重力大小。

（选填“大于”、“小于”或“等于”）

这是一道综合考查功的计算和物体的浮沉条件的题。

第一问重在公式的运用，具体见答案解析。

第二问重在考查当物体漂浮在液体表面上时，其受到的重力应该等于液体对物体的浮力，所以应该选填等于。

（1）W=Fs=Gh=mgh=2000千克×

10牛／千克×

6米=1.2×

105焦

（2）等于

例4.土培塘桥建于1985年，桥长55米，宽5米，位于杭州严家弄路和京杭大运河的交叉处，被认定为危桥予以拆除（见下左图），传统的拆除方法，既要安排爆破，又要搭建钢架，费时费力，又会使残留物淤积河道，影响航运，现使用了一种新的拆除方法，只需要两到三天就可完成拆迁。

拆桥的步骤是：

把两艘载重500吨的船开到桥下，排去船上的水，使船体上升，托起重280吨的桥身，离开桥墩60厘米，然后使用牵引设备，横向拖拽桥身到岸上，在陆地上拆卸桥梁。

假设桥的质量分布均匀，两船作用于桥身的位置各离桥两端15米处，下右图是拆桥的示意图。

问：

（1）若要使桥同时脱离桥墩，两船应怎样排水？

每艘船应排出多少吨水？

（2）若整桥水平上升60cm，问两船克服桥的重力做的功为多少？

这是一道综合知识运用题，充分把科学课中所学的知识运用到了生活生产的实践中去，体现了理论联系实际，科学服务于生产的理念。

具体见答案解析。

（1）两船同时等速排水，因桥的重力由两艘船承担，而两船所处的位置是对称的，故两船对桥的作用力相同，所以每艘船应排出l40吨水。

（2）根据W=Fs，得W=Gh=mgh=280×

103千克×

9.8牛/千克×

0.6米＝1646.4×

103焦耳

两船克服桥的重力做功1646.4×

103焦耳。

【知识点2】功率

将两图作对比，说明人类生产力的进步，同时也提出二者做功的快慢。

可以肯定在相同的时间内，拖拉机所做的功比牛做的功要多得多，也就是说拖拉机做功比牛做功要快得多。

为此引入功率的概念：

功率――单位时间里完成的功。

功率是反映物体做功快慢的物理量。

计算公式：

功率＝功/时间P＝W/t

瓦特（W）或焦/秒（J/s）或牛·

米/秒（N·

m/s）

――说明物理量的单位可以通过推导的公式来获得

比瓦特大的单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW），它们的换算关系是：

1kW=1000W1MW=106W

（1）功率是机器的主要指标之一，介绍功率对生产的意义

（2）了解人和部分交通工具的功率值：

人步行：

约70W，短时间快速运动可达1kW。

小汽车：

50——100kW

我国动车组CRH2的功率：

约4800kW

喷气式飞机：

约11万kW。

（3）1500W所表示的物理意义：

表示物体每秒做功1500焦。

例1.要测量小敏同学上楼梯时的功率，不需要测量他的（）

A.质量B.通过的楼梯高度

C.通过的路程D.上楼梯所用的时间

这是一道考查功率的计算题。

首先要明确公式：

P=

。

从公式中不难看出，需要测量小敏同学的质量，楼的高度，上楼梯所用的时间。

不需要测量通过的路程。

所以选择答案C。

C

例2.青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的2小时内，心脏做功约为J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高m。

（g取10N/kg）

这道题重在考查功和功率的公式的变形运用。

第一问由P=W/t可得：

W=Pt=1.5W×

7200s=10800J。

第二问由W=Fs=Gh=mgh可得：

h=W/G=W/mg=10800J/50kg×

10N/kg=21.6m。

1080021.6

例3.改革开放以来，我国城乡面貌发生了日新月异的变化，民众的住房条件得到了很大的改善。

建造某幢公寓楼，所用建筑材料的总重为6×

108牛。

此公寓楼楼顶到地面的高度为40米。

求：

（1）若此公寓楼房的地基与地面的接触面积为1×

103米2，该楼对地基产生的压强为多少帕？

（2）若每天要把l.2×

106牛的水从地面送到楼顶，至少应对这些水做多少功，若送1.2×

106牛的水从地面到楼顶所用的时间为8000秒，送水的功率至少为多少瓦？

这道题综合考查了压强的计算、功和功率的计算，需要用到的公式比较多，但只要同学们对基本的公式熟练，难度还是不大的。

解：

（1）根据

帕

（2）根据

牛×

40米

焦

根据P=W/t

焦/8000秒

瓦

（1）该楼对地基产生的压强为

帕。

（2）送水至少对水做功为

焦，功率至少为

瓦。

例4.庆“六一”趣味运动会中，小敏和小王分别把图甲中三个质量均为1千克、边长为30厘米的均质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。

小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块，每人至少要做功________________焦（g＝10牛/千克）。

比赛中小敏快于小王完成堆叠，则堆叠过程中小敏做功的功率________________（选填“大于”、“等于”或“小于”）小王。

这是一道有关叠箱子过程中功的计算问题，具体考查同学们的仔细程度，先算将第二个箱子叠到第一个箱子上所做的功：

W1＝Fs=Gh1=mgh1=1千克×

10牛/千克×

0.3米=3焦，再算将第三个箱子叠到第一个箱子上所做的功：

W2＝Fs=Gh2=mgh2=1千克×

0.6米=6焦，最后所做的总功：

W=W1+W2=3焦+6焦=9焦。

第二问紧扣小敏和小王所做的功相同，则用时最短的功率就要大，所以小敏做功的功率大于小王。

9大于

第1课时

1.做功跟我们日常所说的"

做工"

或"

工作"

一样吗?

做功的两个必要因素是什么?

2.开化籍举重运动员詹旭刚两次获得奥运会冠军，为祖国人民争得了荣誉。

当他将杠铃抓起，并从地面到举过头顶时，他对杠铃是否做功?

如果他再举着杠铃不动，他对杠铃还做功吗?

为什么?

3.功的计算公式是:

_______________________.

4.功的单位是________，1焦=________牛顿·

米。

5.1焦=1牛×

米，就是（）

A.把质量为1Kg的物体移动1m所做的功

B.把重为1N的物体移动1m所做的功

C.在IN的力作用下，物体在力的方向上移动1m所做的功

D.作用在物体上的拉力为1N，移动的距离是1m

6.下列情况中对同一物体做功少的是（）

A.匀速竖直举高2mB.沿光滑平面匀速向前拉动2m

C.沿光滑斜面匀速向上拉动2mD.沿粗糙斜面匀速向上拉动2m

7.下列说法中，正确的是（）

A.用手从地面提起水桶，手的拉力对水相做功

B.提起水桶在水平路面上保持水桶的高度不变，向前移动了一段路程，手的拉力对水桶做了功

C.出手后的铅球在空中向前运动，推力在对它做功

D.很费力的推一重物，重物不动，推力在这个过程中对重物做了功

8.甲、乙两同学进行爬杆比赛，甲用9s、乙用lOs都爬上杆顶（杆长相同），甲、乙两人的体重之比是5:

6，则甲、乙两人爬杆时做的功之比是（）

A.3:

4B.4:

3C.5:

6D.6:

5

9.甲乙两物体在水平力的作用下作匀速直线运动，若甲的质量是乙的2倍，甲所受的水平力是乙的3倍，甲的速度是乙的4倍，那么在相同的时间内，水平力对甲乙两物体的做功之比为（）

A.12:

1B.6:

1C.3:

1D.24:

1

10.用100N的拉力水平作用在100kg的物体上，则在拉力的作用下物体沿水平方向向前移动了10m，拉力对物体做的功是______J，重力对物体做的功是________J。

11.有一人用5ON的拉力，在4s内使重200N的物体沿力的方向匀速运动了2m，这人所做的功为______J。

12.重60N的长方体木块在水平拉力F的作用下，沿水平地板作匀速直线运动，若F=10N，则木块与地板之间的摩擦力f=_______N，在水平地面上物块移动了5m的过程中，重力所做的功为_____J。

把重物沿长5m，高3m的光滑斜面匀速拉上顶端，如图所示，拉力F=_____N，从底端到顶端过程中重力所做的功是_______J。

13.一辆汽车，车和货共重60000N，在水平地面上匀速行驶100m，所受阻力是车与货总重量的0.05倍，求:

（1）汽车的牵引力;

（2）汽车所做的功。

14.如图所示，将同一重物沿光滑斜面BA、CA从底端匀速移上顶端，己知CA<

BA，所用的拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则（）

A.F1<

F2，W1=W2B.F1<

F2，W1<

W2

C.F1<

F2，W1>

W2D.F1>

F2，WI>

15.结合运动员举重为例，谈谈能量的转化跟做功的关系.

第2课时

1.功率是反映________________________的量.

2.功率的计算公式是:

________，功率的单位为________.

3.关于功率，下列说法中正确的是（）

A.做功多的机械，功率一定大

B.做功时间短的机械，功率一定大

C.做相同的功，所用时间短的机械，功率大

D.做功多的机械，功率一定小

4.下列说法中正确的是（）

A.功率大的机械，一定省力B.功率大的机械，做功一定多

C.功率大的机械，性能一定好D.功率大的机械，做功一定快

5.一台机器功率是1000W，它的意思是（）

A.这台机器每次只能做1000J的功

B.这台机器每小时能做1000J的功

c.这台机器每秒钟能做1000J的功

D.这台机器每秒钟能做1000W的功

6.甲、乙两台机械其功率之比为2:

1，甲所做的功是乙所做功的二分之一，则甲做功所用时间与乙做功所用时间之比为（）

A.6:

1B.1:

6C.2:

3D.3:

2

7.两机械做功之比为3:

2，所用时间之比为4:

3，则功率之比为（）

A.2:

1B.8:

9C.9:

8D.无法确定

8.甲机器做功1000J，乙机器做功500J，甲所用的时间是乙的3倍，则它们的功率之比为（）

A.6:

2

9.单位换算。

（I）360瓦特=________千瓦

（2）50兆瓦=________瓦特

（3）46焦耳/秒=________瓦特

10.一台水泵，每分钟能将3.6m3的水抽到10m高处，求抽水机水泵的功率?

11.功率为25kW的拖拉机，它4h做的功如果由平均功率是O.4kW的耕牛去完成，需要多长时间?

12.用一台水泵给学生公寓的水池供水，在10min里能把一个距水面20m高，容积是15m3的水池装满，则这台水泵的功率至少是多少千瓦?

（g取10/kg）

中考在线

（2010．浙江义乌）28.掷实心球是我市初中生体育测试项目之一。

某同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高2米后用力抛出，球恰好落在9分线上。

在举高过程中该同学克服实心球的重力做功____焦（g取10牛/千克）。

1、（2008衢州）杭州湾跨海大桥在建造过程中多项成果具有世界一流水平，其中一项是自行设计制造了2400吨液压箱梁纵移台车。

若该台车将2000吨整体预制好的箱梁竖直上移10米，在此过程中该台车对箱梁做的功为　　焦（g取10牛/千克）。

（09浙嘉）36．沪杭高速铁路日前正式开工建设，嘉兴一村民的别墅正好位于规划线路上，为了节约拆迁成本，他采用了整体平移的新技术，为“高铁”建设让路，见右图。

106牛的机械推动别墅缓慢平移了50米，机械对别墅做了多少功?

105帕，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积?

（（2010．浙江衢州）26．上海世博会浙江馆内有一只直径8米的“青瓷巨碗”，内装6吨“水”。

在灯光下，青瓷碗内碧波荡漾，伴随着悠扬悦耳的丝竹，游客宛若置身如画江南。

（1）游客看到碧波荡漾的“水”面，是因为“水”面对灯光的▲；

（2）围绕“青瓷巨碗”的是一个巨大的环形升降台，游客在升降台上站成一圈，升降台上升后可以同时看到“青瓷巨碗”内的景象。

在某次升降中，升降台把80名游客匀速升高3米，若每位游客的质量以60千克计算，则升降台在这次上升过程中对游客所做的功为▲焦。

第二节能量的转化和量度

（二）

知识点

1、功率是反映物体做功快慢的物理量。

2、功率的定义：

单位时间里完成的功叫功率

3、功率的计算公式：

P=W/tP=Fv

4、功率的单位：

瓦常用单位还有：

千瓦、兆瓦

5、1焦耳/秒=1瓦1千瓦=1000瓦1兆瓦=106瓦（1马力=735瓦）

例题剖析

例1：

一台拖拉机匀速耕地，所受阻力是180000牛，半小时耕地0.9千米。

则此过程中拖拉机功率为多少？

例2、（2008江门市）如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m／s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．

（1）他在这段时间内相当于跑了多少路程?

（2）他在这段时间内做了多少功?

（3）他做功的功率是多少?

基础过关

1、跳绳是一项很好的健身运动。

某同学作了相关的测量：

小军的体重为400牛，跳起时重心升高的高度平均为0.02米，则小军跳一次做功_____焦；

若小军1分钟跳150次，则小军跳绳时的功率为_____瓦。

2、一架起重机在5分钟内把60000牛的重物匀速举高25米，它的功率是多少千瓦？

3、联系速度的科学意义，请你说出“电风扇的功率是80瓦”表示什么意思？

4、关于功率,下列叙述正确的是（）

A.做功用的时间越少,功率越大。

B.功率越大,做的功越多。

C.在相同的时间里,做功越多,功率越大。

D.做功的时间越多,功率越大。

能力提高

1、近年来，国家发改委屡次调高成品油价格，市区出租车司机油费增加。

为此．他们在车站候客排队时常常采用推着出租车的方法，来减少汽油的消耗。

现有一位出租车司机，推着一辆质量为1300千克的出租车在水平路面上匀速前进了5米，已知出租车匀速前进时受到的阻力为300牛，求：

（1）这位出租车司机在此过程中对车所做的功为多少焦？

（2）若此过程所需时间为10秒，则这位出租车司机对车做功的功率为多少瓦？

2、甲、乙两个同学体重之比是4：

5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7：

8，那么甲、乙做功之比为＿＿，功率之比为＿＿。

3、功率相等的两辆汽车，要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：

B、两辆汽车的牵引力之比为2：

3

C、两辆汽车做功之比为3：

D、两辆汽车做功之比为2：