第3节 能量转化的量度
第1课时 功
A 聚焦教材 课前预习)
1.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 。www-2-1-cnjy-com
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一段距离__。
3.功的计算公式:__W=Fs__;单位:__焦耳__;
单位符号:__J__。
4.做功的实质就是__能量__转化的过程,因此可以用功来度量 __能量转化的多少__。
B 练就好基础 基础达标)
5.在如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( D )
A B C D
6.下列单位属于功的单位的是( C )
A.牛 B.牛/米 C.牛·米 D.千克
7.若把掉在地面上的《科学》课本捡回桌面,估计人手克服课本重力所做的功约为( C )
A.0.2 J B.20 J C.2 J D.0.02 J
8.关于功的概念,正确的是( D )
A.只要物体移动了距离,物体就做了功
B.只要有力作用在物体上,力就对物体做了功
C.有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就对物体做了功
D.有力作用在物体上,物体又在力的方向上移动了距离,则力对物体做了功
9.水平地面上有一重为4 N的足球,一个小孩用20 N的力踢球,使球向前运动了30 m,那么小孩对球所做的功为( D )21cnjy.com
A. 120 J
B.600 J
C.0 J
D.条件不足,无法计算
图3-3-1
10.如图3-3-1所示,某人用20 N的力推着重300 N的小车在水平地面上匀速前进10 m,则人的推力对小车做了__200__ J的功,小车的重力做了__0__ J的功。该人至少有__200__ J的__化学__能转化为__机械__能。21·cn·jy·com
C 更上一层楼 能力提升)
11.湖州中考以下四幅图中,克服物体重力做功的是( C )
A B C D
12.一物体在水平拉力的作用下,在水平面上先后以1 m/s和2 m/s的速度运动了相同的距离。在这两个过程中,拉力做功大小分别为W1 和W2,则( A )
A.W1=W2 B.W1>W2
C.W113.一颗子弹质量为20 g,从枪膛中水平射出。子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的作用力是6 000 N,枪膛长60 cm,射出后子弹在空中飞行1 200 m,则气体对子弹所做的功是( C )21·世纪*教育网
A.0.18 J B.120 J
C.3 600 J D.7.2×105 J
14.如图3-3-2所示物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是( A )2-1-c-n-j-y
图3-3-2
A.W1=W2=W3
B.W2>W3=W1
C.W1=W2>W3
D.W1>W3=W2
15.假如起重机的钢丝绳吊着6×105 N的重物匀速上升,如下图所示的图象中,能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是( B )2·1·c·n·j·y
A B
C D
16.温州中考今年来,我国高铁发展迅速,令世人瞩目。2015年12月,温州到金华的高铁建成通车,某列车以60 m/s的速度匀速行驶100 s,行驶中受到的阻力为1×105 N,这一过程中列车克服阻力做功__6×108__J。21*cnjy*com
17.丽水中考世界最长悬吊玻璃廊桥——重庆云端廊桥于2015年5月1日建成,廊桥的地面和护栏全部采用三层钢化夹胶超白玻璃,游客在上面犹如“凌空悬浮”一般,请回答:
(1)一块厚度为0.01 m、面积为1 m2的该玻璃质量为25 kg,则这种玻璃的密度是__2.5×103__ kg/m3。【出处:21教育名师】
(2)每平方米该玻璃承重高达9×104 N,则这种玻璃可承受的最大压强是多少Pa?
(3)建成仪式时,在廊桥上进行了跳伞表演,若跳伞者的质量为65 kg,则跳伞者降落到距离廊桥700 m的地面,重力做功多少J?(g取10 N/kg)【来源:21cnj*y.co*m】
【解】 (2)p===9×104 Pa。
(3)G=mg=65 kg×10 N/kg=650 N,
W=Gh=650 N×700 m=4.55×105 J。
D 开拓新思路 拓展创新)
图3-3-3
18.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图象如图3-3-3所示。其对应的弹簧测力计示数分21教育网
别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( B )
A.F1>F2,W1>W2
B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1<W2
D.F1<F2,W1<W2
图3-3-4
19.《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字。‘如意金箍棒一万三千五百斤’,约丈二长短,碗口粗细”。以国际单位制,金箍棒质量为6 750 kg,体积约0.2 m3,问:
(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)21世纪教育网版权所有
(2)在海水中将上述棒竖直上提1 000 m,孙悟空至少要做多少功?
(3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变)。而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面。请你说说孙悟空要怎么做。【来源:21·世纪·教育·网】
【解】 (1)G=mg=6.75×104 N,F浮=ρ水gV=2×103 N。
(2)F=G-F浮=6.55×104 N,W=Fh=6.55×107 J。
(3)将棒变长变粗。棒在海水中受到重力和浮力的作用。当其体积足够大时,海水对棒的浮力大于棒自身的重力(不变),棒就会自行浮到海面。www.21-cn-jy.com
课件13张PPT。第3章能量的转化与守恒第3节 能量转化的量度
第1课时 功A 聚焦教材 课前预习
1.在科学上,如果物体受到_____________________________
_________________________________________________。
2.做功的两个必要因素
(1)____________________;
(2) _______________________________。
3.功的计算公式:________;单位:______;
单位符号:____。
4.做功的实质就是________转化的过程,因此可以用功来度量 ________________。 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作用在物体上的力物体在力的方向上通过一段距离W=Fs焦耳J能量能量转化的多少B 更上一层楼
5.在如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
6.下列单位属于功的单位的是( )
A.牛 B.牛/米 C.牛·米 D.千克
7.若把掉在地面上的《科学》课本捡回桌面,估计人手克服课本重力所做的功约为( )
A.0.2 J B.20 J C.2 J D.0.02 J
DCC8.关于功的概念,正确的是( )
A.只要物体移动了距离,物体就做了功
B.只要有力作用在物体上,力就对物体做了功
C.有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就对物体做了功
D.有力作用在物体上,物体又在力的方向上移动了距离,则力对物体做了功
9.水平地面上有一重为4 N的足球,一个小孩用20 N的力踢球,使球向前运动了30 m,那么小孩对球所做的功D为( )
A. 120 J B.600 J
C.0 J D.条件不足,无法计算
10.如图3-3-1所示,某人用20 N的
力推着重300 N的小车在水平地面上匀
速前进10 m,则人的推力对小车做了
______ J的功,小车的重力做了____ J的功。该人至少有_______ J的________能转化为________能。
D2000200化学机械C 开拓新思路
11.[湖州中考]以下四幅图中,克服物体重力做功的是( )
12.一物体在水平拉力的作用下,在水平面上先后以1 m/s和2 m/s的速度运动了相同的距离。在这两个过程中,拉力做功大小分别为W1 和W2,则( )
A.W1=W2 B.W1>W2
C.W1CA13.一颗子弹质量为20 g,从枪膛中水平射出。子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的作用力是6 000 N,枪膛长60 cm,射出后子弹在空中飞行1 200 m,则气体对子弹所做的功是( )
A.0.18 J B.120 J
C.3 600 J D.7.2×105 J
14.如图3-3-2所示物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是( )
CA
A.W1=W2=W3 B.W2>W3=W1
C.W1=W2>W3 D.W1>W3=W2
15.假如起重机的钢丝绳吊着6×105 N的重物匀速上升,如下图所示的图象中,能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是( )
B
16.[温州中考]今年来,我国高铁发展迅速,令世人瞩目。2015年12月,温州到金华的高铁建成通车,某列车以60 m/s的速度匀速行驶100 s,行驶中受到的阻力为1×105 N,这一过程中列车克服阻力做功__________J。
17.丽水中考世界最长悬吊玻璃廊桥——重庆云端廊桥于2015年5月1日建成,廊桥的地面和护栏全部采用三层6×108钢化夹胶超白玻璃,游客在上面犹如“凌空悬浮”一般,请回答:
(1)一块厚度为0.01 m、面积为1 m2的该玻璃质量为25 kg,则这种玻璃的密度是__________ kg/m3。
(2)每平方米该玻璃承重高达9×104 N,则这种玻璃可承受的最大压强是多少Pa?
(3)建成仪式时,在廊桥上进行了跳伞表演,若跳伞者的质量为65 kg,则跳伞者降落到距离廊桥700 m的地面,重力做功多少J?(g取10 N/kg)
2.5×103
D 易错红灯区
18.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图象
如图3-3-3所示。其对应的弹簧测
力计示数分别为F1、F2,相同时间内
所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( )
A.F1>F2,W1>W2 B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1<W2 D.F1<F2,W1<W2
19.《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字。
‘如意金箍棒一万三千五百斤’,约丈二
长短,碗口粗细”。以国际单位制,金箍
棒质量为6 750 kg,体积约0.2 m3,问:B(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(2)在海水中将上述棒竖直上提1 000 m,孙悟空至少要做多少功?
(3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变)。而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面。请你说说孙悟空要怎么做。
【解】 (1)G=mg=6.75×104 N,F浮=ρ水gV=2×103 N。
(2)F=G-F浮=6.55×104 N,W=Fh=6.55×107 J。
(3)将棒变长变粗。棒在海水中受到重力和浮力的作用。当其体积足够大时,海水对棒的浮力大于棒自身的重力(不变),棒就会自行浮到海面。第2课时 功率
A 聚焦教材 课前预习
1.功率的定义:__单位时间里完成的功叫功率__。
计算公式P=。
2.功率的意义:反映了__物体做功__的快慢。
3.功率的单位:__瓦特__,简称__瓦__,单位符号为__W__。常用单位还有:__千瓦、兆瓦__。1瓦=__1__焦/秒,1千瓦=__1_000__瓦,1兆瓦=__1_000__千瓦。
B 练就好基础 基础达标)
4.下列关于功率的说法中正确的是( C )
A.做功越多,功率越大
B.做功时间越长,功率就越小
C.在相同时间内,功率越大,做的功越多
D.功率越大,做功越多
5.四位同学一起到上海世博园游玩时,突发奇想,要进行一次比赛。他们商定:四人同时出发,绕世博园中心的天德湖跑一圈,功率最大者获胜。那么,最后胜出者一定是( D )
A.体重最大的同学 B.做功最多的同学
C.速度最大的同学 D.做功最快的同学
6.小丽同学骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶。若人和车所受的阻力为18 N,则通常情况下,小丽同学消耗的功率最接近( C )
A.1 W B.10 W
C.100 W D.1 000 W
图3-3-5
7.如图3-3-5所示,一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100 m。在0.1 s内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落到瀑布底端。质量为18 kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为( B ) 2-1-c-n-j-y
A.4×102 W B.4×103 W
C.1.8×104 W D.1.8×105 W
图3-3-6
8.两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图3-3-6所示,则( A )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
9.一架起重机在1分钟之内将重3×105 N的物体匀速举高10 m, 则起重机做的功是__3×106___ J,功率是__50__ kW。21·世纪*教育网
10.喷气式飞机的发动机功率约为11万 kW,它表示该发动机每秒做功为__1.1×108__ J,即每秒钟有__1.1×108__ J的__内__能转化为飞机的__动__能和__势__能。
图3-3-7
11.如图3-3-7所示,蚂蚁用10-3 N的力拉着树叶,10 s内沿拉力方向前进了10 cm,则蚂蚁对树叶做功为__1×10-4__ J,此时的功率为__1×10-5__W。【来源:21·世纪·教育·网】
12.节能是汽车性能的一个重要指标。同一辆汽车每百公里的耗油量与行驶速度的快慢是否有关呢?星期天,小明乘坐叔叔的汽车从嘉兴去上海,于是他决定借此机会对这一问题进行探究。他们去时走高速公路,回来时走国道,得到了如下表所示的数据。
去上海
回嘉兴
平均速度/(km/h)
90
60
里程/km
108
116
耗油量/L
8.5
11.2
(1)分析数据后,小明认为这与他事先的猜测相吻合。你认为小明的猜测应该是 同一辆汽车每百公里的油耗量与行驶速度的快慢有关,车速越快,油耗越少 。
(2)请你算出汽车在高速公路上行驶108 km消耗的汽油质量。(ρ=0.8×103 kg/m3)
(3)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60 kW,则汽车行驶108 km,发动机做的功为多少?21教育网
【解】 (2)m=ρV=0.8×103 kg/m3×8.5×10-3 m3=6.8 kg。
(3)V=90 km/h=25 m/s,W=Pt===2.592×108 J。
C 更上一层楼 能力提升)
13.小华和小丽进行爬楼比赛,小华的体重是小丽的1.5倍,小华用时5 min,小丽用时2 min,则他们做的功之比W1∶W2和功率之比P1∶P2为( A )21cnjy.com
A.3∶2,3∶5 B.3∶2,15∶4
C.2∶3,5∶3 D.2∶3,3∶5
14.如图3-3-8甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,图3-3-8乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( C )21·cn·jy·com
图3-3-8
A.两次木块运动的速度相同
B.木块第一次受到的摩擦力较大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
图3-3-9
15.在自由下落过程中物体的运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图3-3-9所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( D )
A.W1≠W2,P1≠P2
B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2
D.W1=W2,P1<P2
16.学校新近买了30套总质量为300 kg的物理实验器材,每套一箱。现在,某实验员需要把这批实验器材搬运到14 m高的物理实验室。21世纪教育网版权所有
(1)该实验员需要做__4.2×104_J__的功。(不考虑他克服自身重力所做的功,g取10 N/kg)
(2)如图3-3-10所示,假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的箱子数应为__3__个。
(3)不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间为__10_min__。
图3-3-10 图3-3-11
17.如图3-3-11所示是某商场的自动扶梯,它的部分几何尺寸如图所示,质量为50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼。已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行。则扶梯对他做的功是__1_500_J__,对他做功的功率是__300_W__,小华的机械能将__变大__ (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)www.21-cn-jy.com
18.十堰中考一辆汽车以20 m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1 500 kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为__3×103__N,此时汽车的功率为__60__kW,重力做的功为__0__J。(取g=10 N/kg)2·1·c·n·j·y
D 开拓新思路 拓展创新)
19.甲、乙两辆汽车功率相等,如果在相同的时间内匀速通过的距离之比为2∶1,那么两辆汽车的牵引力之比为__1∶2__;两辆汽车做功之比为__1∶1__。
20.引体向上是体能测试项目之一,引体向上时双臂的拉力使身体上升做功。请你写出要测量引体向上时人做功的功率所需的测量器材和所要测量的物理量,并写出引体向上时人做功的功率的表达式。www-2-1-cnjy-com
【解】 (1)测量器材:台秤、米尺、秒表。
(2)需要测量的物理量:人的质量m,身体向上移动的高度h,一定时间t内(如1 min)连续做引体向上的次数n。21*cnjy*com
(3)一定时间t内学生克服重力做的功W=nmgh。
功率的表达式为P==。
课件15张PPT。第3章能量的转化与守恒第3节 能量转化的量度
第2课时 功率A 聚焦教材 课前预习
1.功率的定义:____________________________。
计算公式P= 。
2.功率的意义:反映了____________的快慢。
3.功率的单位:________,简称_____,单位符号为_____。常用单位还有:____________。1瓦=____焦/秒,1千瓦=________瓦,1兆瓦= ________千瓦。
B 更上一层楼
4.下列关于功率的说法中正确的是( )单位时间里完成的功叫功率物体做功瓦特瓦W千瓦、兆瓦11 0001 000CA.做功越多,功率越大
B.做功时间越长,功率就越小
C.在相同时间内,功率越大,做的功越多
D.功率越大,做功越多
5.四位同学一起到上海世博园游玩时,突发奇想,要进行一次比赛。他们商定:四人同时出发,绕世博园中心的天德湖跑一圈,功率最大者获胜。那么,最后胜出者一定是( )
A.体重最大的同学 B.做功最多的同学
C.速度最大的同学 D.做功最快的同学
D6.小丽同学骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶。若人和车所受的阻力为18 N,则通常情况下,小丽同学消耗的功率最接近( )
A.1 W B.10 W
C.100 W D.1 000 W
7.如图3-3-5所示,一瀑布的落差(瀑
布顶端和底端的高度差)约为100 m。在0.1 s
内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落
到瀑布底端。质量为18 kg的这些水从顶端落到底端的过C程中,重力的功率约为( )
A.4×102 W B.4×103 W
C.1.8×104 W D.1.8×105 W
8.两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图3-3-6所示,则( )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
BA9.一架起重机在1分钟之内将重3×105 N的物体匀速举高10 m, 则起重机做的功是________J,功率是_____ kW。
10.喷气式飞机的发动机功率约为11万 kW,它表示该发动机每秒做功为_________ J,即每秒钟有________J的_____能转化为飞机的______能和______能。
11.如图3-3-7所示,蚂蚁用10-3 N的
力拉着树叶,10 s内沿拉力方向前进了
10 cm,则蚂蚁对树叶做功为_________ J,
此时的功率为__________W。3×106501.1×1081.1×108内动势1×10-41×10-512.节能是汽车性能的一个重要指标。同一辆汽车每百公里的耗油量与行驶速度的快慢是否有关呢?星期天,小明乘坐叔叔的汽车从嘉兴去上海,于是他决定借此机会对这一问题进行探究。他们去时走高速公路,回来时走国道,得到了如下表所示的数据。
(1)分析数据后,小明认为这与他事先的猜测相吻合。你认为小明的猜测应该是____________________________
__________________________________________。
(2)请你算出汽车在高速公路上行驶108 km消耗的汽油质量。(ρ=0.8×103 kg/m3)
(3)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60 kW,则汽车行驶108 km,发动机做的功为多少?
同一辆汽车每百公里的油耗量与行驶速度的快慢有关,车速越快,油耗越少C 开拓新思路
13.小华和小丽进行爬楼比赛,小华的体重是小丽的1.5倍,小华用时5 min,小丽用时2 min,则他们做的功之比W1∶W2和功率之比P1∶P2为( )
A.3∶2,3∶5 B.3∶2,15∶4
C.2∶3,5∶3 D.2∶3,3∶5
14.如图3-3-8甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,图3-3-8乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
AC
A.两次木块运动的速度相同
B.木块第一次受到的摩擦力较大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
15.在自由下落过程中物体的运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图3-3-9所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1≠W2,P1≠P2
B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2
D.W1=W2,P1<P2
D16.学校新近买了30套总质量为300 kg的物理实验器材,每套一箱。现在,某实验员需要把这批实验器材搬运到14 m高的物理实验室。
(1)该实验员需要做____________的功。(不考虑他克服自身重力所做的功,g取10 N/kg)
(2)如图3-3-10所示,假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的箱子数应为____个。
(3)不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间为__________。
4.2×104 J310 min
17.如图3-3-11所示是某商场的自动扶梯,它的部分几何尺寸如图所示,质量为50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼。已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行。则扶梯对他做的功是__________,对他做功的功率是_________,小华的机械能将______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)1 500 J300 W变大18.[十堰中考]一辆汽车以20 m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1 500 kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为________N,此时汽车的功率为_____kW,重力做的功为_____J。(取g=10 N/kg)
D 易错红灯区
19.甲、乙两辆汽车功率相等,如果在相同的时间内匀速通过的距离之比为2∶1,那么两辆汽车的牵引力之比为______;两辆汽车做功之比为______。
3×1036001∶21∶120.引体向上是体能测试项目之一,引体向上时双臂的拉力使身体上升做功。请你写出要测量引体向上时人做功的功率所需的测量器材和所要测量的物理量,并写出引体向上时人做功的功率的表达式。