《第3节 能量转化的量度》习题
一、选择题
1、某人用30N的竖直向上的力把重为10牛的物体向上移动了2米，该人做功（ ）
A、40J B、100J C、60J D、140J
2、马用800N的力可拉着重2×104N的车前进，人用600N的力也可拉着同样的车前进，则对车做的功相比较是（ ）
A、马做功多 B、人做功多 C、人和马做的功一样多 D、无法比较
3、下列说法正确的是（ ）
A、跳高运动员跳高2m时，他做功大约为100J
B、将科学书从地上捡到桌上，做功大约为1J
C、铅球运动员将重为50N的铅球推到18m远处时，他做功大约为900J
D、某同学从一楼到二楼，做功大约为150J
4、有两辆车，大车所受到的重力是小车的2倍，用相同的水平拉力使它们在不同的水平路面上通过相同的距离，则（ ）
A、拉力对大车做的功多 B、拉力对小车做的功多
C、拉力对两辆车做的功一样多 D、无法判断拉力对两辆车做功的多少
5、教学大楼每层楼高为3米，小明提着一个重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4米进入教室，从一楼到教室的过程中，小明对箱子做的总功为（ ）
A、0J B、300J C、450J D、500J
6、甲、乙两个集装箱的质量相同，用起重机将甲集装箱以1米/秒的速度竖直向上匀速提升10米，再将乙集装箱以2米/秒的速度也竖直向上匀速提升10米，那么（ ）
A、两次做的功一样多，第二次功率大 B、第一次做功多，功率大
C、第二次做功多，功率大 D、无法比较两次做功的多少和快慢
7、一个同学用120N的力，将一个重4牛的足球踢以25米远处，对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（ ）
A、做功300J B、做功100J C、没有做功 D、条件不足，无法计算
二、填空题
1、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1小时内，心脏做功约为_________J，用这些功可以让一个重量为500N的物体匀速升高_______m。
2、功率相等的两辆汽车，走完相同的路程所用的时间之比为5：2，则两车牵引力之比为_________，做功之比为_________；若两汽车的功率之比为2：3，完成相同的功所用的时间之比为_________。
3、李兵同学背着30N的书包上学，沿水平路面走了400米的路程到学校再匀速登上三楼的教室，每层楼高3米，那么他从家到学校的过程中，对书包做功 J，他从楼下到教室的过程中，对书包做功 J。
4、一建筑工人用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15米，小车受到的阻力为 N，撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m,这是由于小车具有 。
在上述小车前进15.5米的过程中，建筑工人对小车做的功为 J，重力做的功为 J
三、解答题
1、一小轿车在某段平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时的功率为60kw，则在这段路上小轿车受到的阻力是多大？
2、某汽车质量为2吨，在水平公路上匀速前进时汽车受到的阻力是车重的0.05倍，此车前进1000米，历时50秒，求此汽车行驶时的功率？（g取10N/Kg）
3、建筑式地上，用一台功率为16千瓦的起重机把重为8000牛的钢材匀速提到60米高的楼房顶部需要多少时间
4、功率为12千瓦的拖拉机，在3分钟内匀速耕地200米，求拖拉机所受到的阻力的大小？
《第3节 能量转化的量度》习题
一、填空题
1、20N重的木箱置于水平地面上，受5N水平推力作用下移动了10m，则在这过程中推力对木箱做功____J，重力对木箱做功____J。若一个人将木箱举高10m，则人做功____J。
2、某商场售货员用20N的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功_______J，货物的重力做功_______J，物体受到的摩擦阻力是_____N。
3、甲、乙两位同学分别把同样重的木头从一楼搬到三楼，甲用的时间比乙用的时间长，两个对木头做功的大小关系是W甲_______W乙（选填“＞”、“＝”或“＜”），对木头做功快的是________同学。
4、小明同学积极参加社区服务活动，帮助邻居张奶奶将一袋15kg的米匀速背上15m高的六楼，上楼共用时3min。在此过程中，小明对这袋米做了＿＿＿J的功，对米做功的功率为＿＿＿W。
5、某商场扶梯的高度是5m，扶梯长是7m，小明体重为600N。扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功__________J。如果要知道扶梯对小明做功的功率，还应该测量的量是__________。
二、选择题
1、某人肩扛100N的重物，在下列情况下，他对物体做功的是（ ）
A．人站在原地不动 B．沿水平路面匀速前进10m
C．沿缓坡匀速前进了lm D．上述三种情况下都做了功
2、起重机吊起质量为200kg的重物匀速升高5m后又匀速水平移动了5m，则在整个过程中，起重机做功（ ）
A．1000J B．2000J C．9800J D．19600J
3、两人在体育课上推铅球比赛中，甲把铅球推出7m，乙将铅球推出6m，则（ ）
A．甲做功一定比乙大 B．甲做功一定比乙小
C．甲、乙做功可能相等 D．以上说法都不正确
4、下列说法中不正确的是（ ）
A．相同时间内做功越多，功率越大 B．功率大的机械做功一定较快
C．机械效率越大，功率也越大 D．做功相等时，功率大的所用时间少
5、两人作爬杆比赛，已知两人体重G甲∶G乙=5∶6，甲用了9s爬到顶，乙用了10s爬到顶，则甲、乙两人爬杆时功率比是（ ）
A．4：3 B．3：4 C．27：25 D．25：27
11、两台机器功率之比是3：1，工作时做的功之比是2：3，则做功所需时间之比为（ ）
A．2：l B．2：9． C．1：2 D．9：2
6、春游时两个体重相同的学生分别沿缓坡和陡坡爬上同一座山，结果同时到达山顶，则两人爬山过程中所做的功和功率的大小关系是（ ）
A．爬缓坡的做功和功率都较小 B．爬缓坡的功率较小，但做功相等
C．两人做的功、功率都相等 D．爬缓坡的做功较小，功率相等
三、简答题
小磊同学是班里的“大力士”，一天他放学回家，看到公路上有一块大石头，他担心大石头会妨碍车辆正常通行。于是，他决定把石头推到路边，但是他费了很大的力，累得满头大汗，石头却一点没动（如图所示）。他的同学小颖恰好路过，看到此情景说：“你的行为很值得称赞，但是你对石头并没有做功”。你认为小磊同学对石头做功了吗？为什么？
《第3节 能量转化的量度》教案
教学目标：
1、理解功的概念，知道功的两个必要的因素。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。
重点难点：
功的概念的内涵和外延能量转化的量度：功、功率。
教学过程：
第1课时
引入：上课前，我先给大家讲一则故事：大华同学是一个品学兼优的学生。在完成了规定的学习任务后经常干一些力所能及的家务。一个星期天，大华上午买了30斤大米，吃好中饭以后又帮助妈妈收拾碗筷，接着又去井边帮爸爸把已打好的一大桶水提回家，累得满头大汗。大华的爸爸是个物理教师。他帮大华擦了擦汗说：“孩子，好样的！”，接着又话锋一转，“但从力学的角度来看，基本上没有做功”。大华百思不得其解。那么怎样才算“做功”？在力学上“做功”的含义是什么？怎样计算做功的多少？这节课我们就来学习研究这些问题。
以举重、马拉车为例，说明能量的相互转化（举重：化学能→势能；马拉车：化学能→动能和热能），并引出能量转化的量度――功。
读图并思考：从力和运动角度分析，举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车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。
[演示]（1）用手沿水平方向推一辆放在水平桌面上的小车，小车在力的作用下前进了一段距离，力学中就说，手对小车做了功。（出示图1讲解演示实验）
（2）继续讲解起重机起吊重物（图2），对重物有向上的拉力，重物在拉力F的作用下升高一段距离s，力学中就说，起重机对重物做了功。
请同学们归纳一下，上述两例有什么共同点和不同点？（引导启发）
共同点——有作用力，在力的方向上通过一定距离。
不同点——力的方向，施力物体。
通过以上总结，我们应建立这样一个概念：物体在力的作用下，在力的方向上通过一段距离s，那么力对物体就做了功，不管是在水平方向，还是在竖直方向上，不管施加力的物体是人还是机械。
1、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。力做功也常说成物体做功。如果物体移动的方向与力的方向相反，则称物体克服该力做功。
人、起重机都对物体做了功，请两位同学分别分析回答功究竟由哪两个因素决定？
由以上分析可知，不管是在水平方向，还是在竖直方向，功都由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离这二个必要因素决定的。
2、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。
在光滑的水平面上，一钢球由惯性运动了一段距离s，见图3
请同学们分析一下在这段匀速运动过程中有没有力对钢球做功。提议先对小球的受力情况进行分析，再逐步确定没有力对小球做功。
[小实验]分别请三位同学上讲台托一本字典。甲同学手托字典，竖直上升一段距离，乙同学手托字典水平前进一段距离，丙同学手托字典不动。在教师指导下学生展开讨论分析他们对字典的做功情况。
根据以上的一些例子我们一起来归纳一下几种不做功的情况：
（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离；（F=0）
（2）物体受到力的作用，但没有移动距离；（s=0）
（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；（力和通过的距离方向垂直）（F⊥s）
所以力学中的“做功”与日常生活中的“工作”不完全一样，平常我们所说的“工作”是对一切消耗体力和脑力劳动的总称。“做功”比“工作”的涵义要狭窄且严格得多。譬如一个人在水平地面担了一天水，他当然是工作了，但从力学角度来说，他基本上没有对水做功。
设问：现在你能帮故事中的大华解释他爸爸的话了吗？
大华不管是扛米还是提水对物体施加力都是竖直向上的，而他通过的距离都是水平的。当然当他把米从地上扛离，把水桶从地上提起时做了功。
深入分析与讨论：
（1）某同学提着一桶水走上二楼，这位同学对水桶做不做功？
（2）这位同学提着一桶水在二楼沿水平走廊走了50米，在这一段路程上这位同学对水桶做不做功？
（3）李名同学在上学的路上，看到一汽车翻倒在路中央，它和师傅一起用尽全力推车，结果车子纹丝不动，李明对这个汽车做了功吗？
（4）小王用力踢足球，足球离脚后在草地上滚动了很长的距离，在这段距离上，小王对足球做了功吗？
3、功的计算
由图甲可知，用力把一木板提升1米做了一定的功，图乙把同样三块木板提升1米高，拉力做多少功？把一块木板提升3米呢？（见图丙）
从以上分析可知，在通过相同的距离时，作用在物体上的力越大，做功越大；作用在物体上的力相等时，物体在力的方向上通过的距离越大，则做功越大。即功的大小跟作用在物体上的力成正比，还跟物体在力的方向上通过的距离成正比。在力学中规定：
（1）功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
（2）计算公式：功=力×距离，即W=Fs。
（3）功的单位：焦耳，简称焦（J）1焦=1牛?米。
（体会1焦的大小：把2个鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦）（介绍人物焦耳）
小结：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。
4、功和能的关系
（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）功用来量度——能量转化的多少。
第2课时
引入：在日常生活中和在生产实际中，对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个科学量。我们要通过几个典型问题的讨论，理解它，认识它的重要性。
功率
1、引入：反映该物体做功的快慢的科学量（功率也表示了能量转化的快慢）。
2、定义：单位时间里完成的功叫功率。
3、计算公式：
（1）定义式：功率＝功/时间P＝W/t
（2）推导式： （注意：F与v同方向！）（物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。在功率P一定时，力F与速度v成反比。当汽车上坡时，司机采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。）
4、单位：瓦特（W）OR焦/秒（J/s）OR牛·米/秒（N·m/s）――说明科学量的单位可以通过推导的公式来获得。
1瓦特＝1焦耳/秒，1千瓦＝1000瓦，1兆瓦＝106瓦特。
课件15张PPT。能量转化的量度思考 到底有多少的能量发生了转化，并用什么来量度呢？
能量转化的多少用功来量度
（即对物体做了多少功就有多少能量发生了转化）
那么怎样才算对物体做了功呢？
活动一：把书本举高
举高书本的过程中你用力 了吗？方向朝哪？
书本移动了一定距离吗？移动方向与力的方向有何关系？
结论：如果你对书本用了力，而书本在力的方向上又通过了
一定的距离那么你就对书本做了功。
活动二：在桌面上推动书本
推动书本的过程中你用力 了吗？方向朝哪？
书本移动了一定距离吗？移动方向与力的方向有何关系？
结论：你对书本 又做了功！
思考：你能找到两次活动的共同之处吗？ 人的推力F对小车做了功，或简单地说人做了功。 人的推力对图钉做了功。做功的两个因素究竟是什么？这两个因素是严格的，缺一不可 ！一、科学中做功的两个必要因素（1）作用在物体上的力。（2）物体在力的方向上通过的距离。拉而不动 搬运工在平地上行走，他对货物向上的支持力对货物做功吗？有力无距离不做功没有力对它做功有力无距离不做功你领悟了吗？力和物体运动方
向垂直时力不做功 共同探讨：下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功：
（1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起
（2）人再一次用力把箱子提起 （3）人用力提着皮箱在原地不动
（4）人提着箱子在水平路面上走了50米
（5）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上
（6）人把箱子放在电梯上,电梯从1楼上升到10楼
（7）人提着皮箱在电梯中上升√×××××√起重机按下图所示的三种方式三次将物体匀速吊起 思考：第二次与第一次比较说明了什么？在力一样大时，功的大小跟物体沿力的
方向移动的距离成正比。在距离相同时，功的大小跟作用在物体上的力成正比。思考：第三次与第一次相比说明了什么？1、功等于力和物体在力的方向上通过的距离 的乘积。（注意S是指在 F的方向上移动的距离）3、功的单位：焦耳（焦）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。）2、功的公式：我领悟到了：功=力×距离 W=F·S一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？已知：
求： 解： 答 ：人对车做功100J，重力对车没有做功。 习题1、做功的两个必要因素
1）作用在物体上的力
2）物体在力的方向上通过的距离
2、用W=FS计算时，力和距离要一一对应。
3、当竖直方向上克服重力做功时，为了简便，我 们可以直接写作W=Gh小结1、物体要受力的作用
2、物体要在力的方向上通过一定的距离畅谈收获1、功的公式：功=力×距离 W=F·S2、功的单位：焦耳（焦）1焦耳=1牛顿·米（二）怎样计算功（一）怎样才算做功（做功的两个必要因素）(三)功和能的关系物体对外界做功时，要消耗其自身的能，所以做功的实质是能量转化的过程。
力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。
可以用功来量度能量转化的多少，能量的单位与功的单位一样，也是焦耳。课件4张PPT。功率和速度的关系 一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率?思考与推理功率和速度的关系平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢t 表示一段时间，此式表示平均功率平均功率和瞬时功率1、求平均功率（v是平均速度）2、求瞬时功率（v是瞬时速度）常用课件5张PPT。功率小结1、定义：单位时间内所做的功．①功率是反映做功快慢的物理量，而不是做功多少。
②公式P＝W/t中的W和单位/瓦（W）这两个W要注意区别：前者是功的符号（物理量），后者是瓦的符号（单位）
3、功率的计算公式:4、功率的单位：a.国际单位:瓦特简称瓦（W）
b.常用单位：千瓦(KW)
c.单位换算：1KW＝103W2、物理含义：表示物体做功的快慢功率（P）功率70W表示什么意思？功率70W表示机械在1s内做了70J的功。功率70W和450W功率哪个大？做功哪个快？为什么？450W比70W功率大，做功快。450W＝450J/s，70W＝70J/s功率是机械一个重要的参数，下面是一些机械的功率。自行车长时间功率约70W；优秀运动员短时间功率可达到1kW。新宝马X5最大输出功率达235kW.韶山型电力机车输出功率为 4200kW （1）指出应测量的物理量
体重G；高度h；时间t
（2）应选择的测量工具
秤；尺；秒表（停表）
（3）测量功率的依据
P=W/t=功率的测量
