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1、第2节能量转化的量度第三章 第2节 能量转化的量度【本讲教育信息】一、教学内容能量转化的量度二、考点清单（一）学习目标：1、理解功的概念，知道做功的两个必要因素。理解能的转化跟做功的关系。2、知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法。3、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法。（二）重难点分析：重点：知道做功的两个必要因素，知道功的计算公式，知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢。难点：初步掌握功的计算方法，初步掌握功率的计算方法。三、全面突破【知识点1】功和功的计算：1、功读图并思考：从力和运动的角度分析，举重运动员向上举起杠铃和马

2、向前拉车这两种情景有什么共同的特点？ 杠铃和马车都受到力的作用，并且在力的方向上都发生了移动。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。说明：（1）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。（2）要注意做功与“做工”和“工作”的区别。（3）做功必须具备两个要素（作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离）讨论：塔式起重机下挂着重物，当重物处于静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速运动三种不同情况时，钢索的拉力是否都对它做了功？静止不动和水平方向运动都没对重物做功匀速向上运动对物体做了功强调功所需具备的两个要素。重点理解在下列

3、三种情况下，力对物体没有做功：（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过了一段距离；如踢出去的足球、射出去的箭、已经出了枪膛的子弹、掷出去的铅球。（2）物体受到力的作用，但没有移动距离；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）WFs 单位：焦（J）或 牛米（Nm）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

4、的单位是焦耳，简称“焦”（4）当物体是克服重力做功时：WFs=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4106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2106千克，而地面能承受的最大压强不能超过5105帕，为防止房屋

5、下陷，支承面至少要多大面积？（g10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）WFs4106牛 50米2108焦 （2）FGmg2106千克10牛千克2107牛 由P得： S=2107牛/（5105帕）40米2 答：机械对别墅做功2108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。解析：这是一道图象分析计算题，也是近几年来的一

6、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2 m/s，所以移动的距离s=vt=2 m/s3s=6m。则推力F做的功为：W=Fs=4N6m=24J。答案：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

7、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”）解析：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。答案：（1）W=Fs=Gh=mgh=2000千克10牛千克6米=1.2105焦（2）等于例4. 土

8、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60

9、cm，问两船克服桥的重力做的功为多少？解析：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。答案：（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=280103千克9.8牛/千克0.6米1646.4103焦耳答：两船克服桥的重力做功1646.4103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

10、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 PW/t单位：瓦特（W）或 焦/秒（J/s） 或 牛米/秒（Nm/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=1000W 1MW=106W说明：（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：50100kW我国动车组CRH2的功率：约4800 kW喷气式飞机：约11万kW。（3）1500W所表示的物理意

11、义：表示物体每秒做功1500焦。【典型例题】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. 上楼梯所用的时间解析：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。答案：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）解析：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=

12、Pt=1.5W7200s=10800J。第二问由W=Fs=Gh=mgh可得：h=W/G=W/mg=10800J/50kg10N/kg=21.6m。答案：10800 21.6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6108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1103米2，该楼对地基产生的压强为多少帕？（2）若每天要把l.2106牛的水从地面送到楼顶，至少应对这些水做多少功，若送1.2106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？解析：这道题

13、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。具体见答案解析。解：（1）根据帕（2）根据牛40米焦根据P=W/t焦/8000秒瓦答：（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（g10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。解析：这是一道有关叠箱子过程中功的

14、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：W1Fs=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：W2Fs=Gh2=mgh2=1千克10牛/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。答案：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

15、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2m B.沿光滑平面匀速向前拉动2m C.沿光滑斜面匀速向上拉动2m D.沿粗糙斜面匀速向上拉动2m7.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

16、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.3:4 B.4:3 C.5:6 D.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.12:1 B.6:1 C.3:1 D.24:1 10.用100N的拉力水平作用在100kg的

17、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

18、:(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CABA，所用的拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则 ( )A. F1F2，W1=W2 B. F1F2， W1W2 C. F1W2 D. F1F2， WIW2 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

19、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.6:1 B. 1:6 C. 2:3 D. 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.2:1 B. 8:

20、9 C. 9:8 D.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. 6:1 B. 1:6 C. 2:3 D. 3:29.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20 m高，容积是15 m3的水池装满，则这台水泵的功率至少是多少千瓦? (g取10

21、 /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

22、“高铁”建设让路，见右图。(1)平移过程中，用推力为4106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2106千克，而地面能承受的最大压强不能超过5105帕，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积?(g10牛千克)（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

23、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/t P=Fv4、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5ms的速度匀速

24、跑动30min，跑动的总动力为40N求：(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

25、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3：2B、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