第3节 能量转化的量度（第1课时）（课件 23张PPT）

(共23张PPT)
浙教版 九年级上
第3节 能量转化的量度
（第1课时）
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
③用实例说明功和功率的概念与意义。
结合实例识别做功与不做功的情形，描述做功的两个必要因素；能熟练应用公式进行简单的计算；
体会做功的过程实质上就是能量转化或转移的过程。
创设情境
能量如何转化？
化学能→势能
运动员的化学能→杠铃的势能
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？
运动员举起杠铃到头顶
创设情境
马拉车
能量如何转化？
化学能→动能和热能
马拉车向前的力是600N，行走100米，需消耗多少化学能？
为了量度能量转化的多少，描述能量转化的快慢，我们需要学习功和功率的相关知识。
1. 图3-25 和图3-26 是物体在力的作用下做功的实例。想一想，在这两个实例中有什么共同特点？
图3-25 叉车把货物从地面
抬升到一定高度
图3-26 人推小车在水平路面上
通过一段路程
共同的特点：
货物和小车都受到了力的作用，
都在力的方向上运动了一段距离。
探究实践
2. 图3-27 和图3-28 是物体在力的作用下没有做功的实例。想一想，在这两个实例中有什么共同特点？
图3-27 人用力搬石头，
石头没有搬动
图3-28 人提书包在水平路面上
匀速通过一段距离
都没有在力的方向上运动了一段距离。
共同的特点：
石头和书包都受到了力的作用,
探究实践
图3-25 叉车把货物从地面
抬升到一定高度
图3-26 人推小车在水平路面上
通过一段路程
在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
货物受到叉车对它向上力的作用，且在这个力的方向上通过一段距离，因此这个力做功。
小车受到人的水平的推力，且水平推力方向上通过一段距离，因此推力做功。
探究实践
在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
图3-27 人用力搬石头，
石头没有搬动
图3-28 人提 书包在水平路面上
匀速通过一段距离
石头受到人对它向上力的作用，但没有在这个力的方向上通过一段距离，因此这个力没有做功。
书包受到人的提力的方向是竖直向上的，在提力方向上没有通过一段距离，因此提力也没有做功。
探究实践
科学上，做功必须包含两个必要因素：
探究实践
一是作用在物体上的力，
二是物体在力的方向上通过一段距离。
这两个因素必须同时满足，缺一不可 ！
①举重运动员
举着杠铃不动
②工人将货箱从地面搬到桌上
③修理工用力推汽车，汽车没动
④大力士支撑着大轮胎静止不动
做功
不做功
不做功
不做功
（1）有力缺距离
（2）缺力有距离
不做功的三种情况：
（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。
水平行走
水平移动
探究实践
1．做功跟我们日常所说的“做工”或“ 工作”一样吗？
做功要满足两个必要条件。
不一样。
2．塔式起重机下挂着重物（如图3-29） ，在重物静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？
重物静止不动： ；
匀速向上运动： ；
沿水平方向匀速移动： 。
不做功
做功
不做功
探究实践
我们每天上下学都要爬楼梯，从一楼到二楼与一楼到三楼相比较，体重大的与体重小的同学爬相同楼层比较，有什么不同的感受？
爬的楼层越高，体重越大，
消耗的化学能越多，转化为机械能越多，
能量转化越多，
做功越多。
探究实践
功是有大小的，做功多少和做功两个必要因素有何关系呢？
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。
2.功的单位：焦耳
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。）
1.功的公式：
功=力×距离
W=F·s
①F与s满足同向性；
②F与s满足同物性；
③F与s满足同时性。
探究实践
把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为 1焦耳
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
探究实践
［例题］ 如图 3-30 所示，有一物 F1体重100 牛，把该物体从地面匀速举到高为1 米的桌面上，做了多少功？如果将这个物体用30 牛的力沿水平地面匀速拖动10 米，做了多少功？
解：∵匀速提升 ∴F1=G=100牛
又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦
∵F2=30牛 s2=10米
∴ W2=F2s2=30牛×10米=300焦
答：举高物体做功 100 焦；拖动物体做功 300 焦。
解题思路：
判断是否做功；
过程规范：
公式→代入→结果；
带单位代入。
单位统一：W－J,F－N,s－m。
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=Fs=Gh=600牛×2米=1200焦
杠铃的势能增加1200焦。
迁移应用
杠铃的势能增加多少焦？
探究实践
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：拉力做功6 × 104焦。
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。匀速行驶过程中，消耗的能量转化为各种摩擦产生的热能。
探究实践
结合举重和人推车等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。
举重：
人推车：
做功时消耗的能量=对杠铃做功=杠铃增加势能；
做功时消耗的能量=车的动能+由于摩擦而产生的热能。
做功的过程实质上就是能量转化的过程.
功是能量转化的量度。
物体具有做功的本领，是因为它具有能量。
能量的单位与功的单位一样，也是焦耳。
力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。
迁移应用
1.在图的四种情境中，人对物体做功的是（　 ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动
D．举着杠铃原地不动
B
迁移应用
2.某足球运动员在水平方向用25牛的力，将10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30米才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（ ）
A、750焦 B、300焦
C、450焦 D、0
D
迁移应用
3.在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10米，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？
10m
50N
100N
1.5m
已知：F = 50N，s = 10m，
G = 100N，h = 1.5m
求：W1 和 W2
解：W1 = Fs = 50N×10m = 500J
答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。
= Gh = 100N×1.5m = 150J
W2 = F2 s2
功
做功的两个必要因素
计算公式：W=Fs
单位：焦耳（J），简称“焦”, 1 J＝1 N·m
做功的实质：能量的转化
有力作用在物体上
沿力的方向上通过距离
同时满足
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第3节 能量转化的量度（第1课时）
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