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第3节 能量转化的量度（第1课时）
考试这样考
类型一 判断是否做功
角度1：从多个情景中选择是否做功
1.如图所示的情境中,做功的是 ( )
A.图甲:人提水桶水平移动 B.图乙:运动员举着杠铃不动
C.图丙:足球飞向空中后踢球的力 D.图丁:石头被撬起的过程中手向下压撬棍的力
角度2:从一情景中判断不同力是否做功
2.如图是台球比赛中的情景，运动员手推球杆撞击静止在水平球台上的白球，白球运动后再
撞击黑球．以下说法中正确的是（ A ）
A. 运动员手推动球杆前进时，手对球杆做了功
B. 黑球在水平球台上滚动时，运动员还在对它做功
C. 白球在水平球台上滚动时，白球的重力对它做了功
D. 白球在水平球台上滚动时，白球受到的球台支持力对它做了功
类型二 功的计算
角度1：利用公式简单计算
3.小张用40 N的推力将重为100 N的物体沿水平方向匀速推动了10 m,则小张对物体所做的
功是( )
A.400 J B.600 J C.1000 J D.1400 J
角度2：利用公式分析，比较功的大小
4.如图所示用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉同一木箱使其在F的
作用下移动的距离sAB＝sCD，对比这两种情况，下列说法正确的是（ ）
A.AB段F做功较多B.AB段与CD段F做的功一样多
C.CD段F做功较多 D.无法比较AB段与CD段F做功的多少
类型三 功是能量转化的量度
5.如图所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度由静止释
放，甲球下落过程中经过P、Q两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.着地瞬间,两球的动能相等
B.甲球在P点和Q点的机械能相等
C.释放瞬间,两球的重力势能相等
D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
类型四 学科综合
7.“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车
在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200 N，其速度v与时间t 的关系图像如图
乙所示。火星车的质量为240 kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2 m2。求：
（1）火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，说明力能 。
（2）火星车静止时，对水平地面的压强为 帕。
（3）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功为 焦，这些功使火星车动能增加
了 焦。(空气阻力忽略不计，g取10 N/kg)
类型五 拓展创新
8.现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A.W甲＞W乙＞W丙 B.W甲＜W乙＜W丙 C.W甲＝W乙＝W丙 D.W甲＝W乙＜W丙
能力提升训练
1.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A、B两点具有的动能相同
C.小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
2.如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在10牛的水平拉力F1作用下，A、B一起以0.5米/秒的速度作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 牛；若将A、B紧靠在一起放在同一水平桌面上，用15牛的水平力F2推A，使它们一起运动了0.6米（如图乙），则该过程中推力F2做的功为 焦，木块A和B动能总共增加 焦。
3.如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。
弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F 与上升的高度h之间的关系如图（乙）
所示。
（1）钩码所受的重力为 N。
（2）当h＝4cm 时，弹簧测力计的示数是 N，
桌面对钩码的支持力是 N。
（3）从开始提升到h＝16cm，弹簧测力计对钩码
所做的功是多少？
参考答案
考试这样考
1.D 2.A 3.A 4.B 5.B 6.（1）使物体形变 （2）12000 （3）1.2×105 0 7.C
能力提升训练
1.C
2.0 9 3
3.（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）弹簧测力计对钩码所做的功是0.45J
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第3节 能量转化的量度（第1课时）
【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。
【教学目标】
1.科学观念:结合实例识别做功与不做功的情形；会描述做功的两个必要因素。
2.科学思维:能用两个必要因素解释相关现象；识记功的公式、单位,并能熟练应用公式进行简单的计算。
3.探究实践:体会做功的过程实质上就是能量转化或转移的过程；通过实际情景体验做功的过程,理解功的计算公式的得出。
4.态度责任:通过学习能体会到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。
【教学思路】功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能发生了转化。这里的“功”不同于工作的“工”,也与“功劳”的“功”有别。做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 举重运动员举起杠铃时，能量如何转化？起重机吊起重物时，能量如何转化？能量转化多少？ 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。 通过最常见的实列引出课题，生活中有科学。
功的概念 [情景展示] [问题探究] 分析图中力做功和力不做功的实例,总结一下力学中的做功有哪些共同特点 [思考交流] [归纳提升] 叉车提升的货物和人所推的小车都受到了力的作用,并且都在力的方向上运动了一段距离。如果物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了功。 [继续探究] 比较图中力做功和力不做功的实例,总结做功的必要因素是什么 [思考交流] [归纳提升] 图中石头虽然受到人对它向上搬的力的作用,但并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;箱子受到人的提力的方向是竖直向上的,而箱子是在水平方向通过一段距离,在提力方向上没有通过距离,因此提力也没有做功。科学上,做功必须包含两个必要因素: 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。物体受力,但没有在力的方向上通过距离,属“劳而无功”;物体运动了一段距离,但在运动方向上没有受到力的作用,属于“不劳而无功”;物体既受力,又通过了一定距离,但二者方向互相垂直,属于“垂直无功”。
功的计算 [情景展示] [问题探究] 怎样计算做功的多少 [思考交流] [归纳提升] 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。应用功的计算公式时应注意:①分清是哪个力对物体做了功,计算功时F就是这个力;②距离s是否是沿力F的方向上通过的距离;③力F在使物体沿着它的方向移动距离s的过程中,其大小和方向不变。 注意解题的规范：公式，代入，结果。
功和能的关系 [情景展示] [问题探究] 结合举重和人推车等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。 [思考交流] [归纳提升] 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。力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。能量的单位与功的单位一样，也是焦耳。
课堂小结
板书
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第3节 能量转化的量度
（第1课时）
浙教版 九年级上
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
举重运动员举起杠铃时：
运动员举起杠铃
运动员的化学能→杠铃的势能
电能→重物的动能和势能
起重机提升重物时：
起重机提升重物
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。
有多少化学能转化为杠铃的势能？
有多少电能转化重物的动能和势能？
探究实践
读图
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
读图
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
怎样理解做功的含义？
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。
F
s
F
s
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。
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。
F
s=0
S
F
探究实践
科学上，做功必须包含两个必要因素：
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
探究实践
（1）有力无距离
（2）无力有距离
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
s＝0
F≠0
（劳而无功）
s ≠ 0
F = 0
（不劳无功）
F≠ 0
s≠ 0
（垂直无功）
探究实践
思考与讨论
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
塔式起重机
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。
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。
探究实践
2.功的单位：
1焦耳=1牛顿 米
表示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。
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
功的计算
单位符号为 J。
焦耳（简称焦）
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。
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。
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。
思考与讨论
探究实践
【练习】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。
杠铃的势能增加多少焦？
杠铃的势能是由什么转化而来的？
由举重运动员的化学能转化而来。
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。
课堂小结
科学上的“功”指什么？
功的单位是什么？
怎样判断力对物体做功了？
功如何计算？
功和能的关系是什么？
迁移应用
（1）举重运动员举着杠铃不动，举力做了功．
（2）人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离，提力对重物做了功．
（3）苹果从树上落下，重力对苹果做了功．
（4）小球在光滑平面上移动一段距离，桌子的支持力对小球做了功．
（×）
（√）
（×）
（×）
1. 判断题
迁移应用
2.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
3.某足球运动员在水平方向用25 N的力，将10 N的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（ ）
A.750 J B.300 J C.450 J D.0
D
板书设计
第3节 能量转化的量度（第1课时）
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