能量转化的量度[上学期]

(共40张PPT)
能量如何转化？
化学能→势能
运动员的化学能→杠铃的势能
能量如何转化？
化学能 →动能和热能
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？
马拉着车行走100米，需消耗多少化学能？
F
S
F
S
一、功 ---物体在力的作用下，沿力的方向通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功
手对书
静止
推车未动
人对车
手对车
做功
不做功
不做功
一、功
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
静止空中
竖起向上提
水平移动
不做功
做功
不做功
S=0
S与F同方向
S⊥F
下列各物体在竖起向上的拉力作用下匀速上升一段距离，拉力所做的功谁大？
二、功的计算
1、规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积
2、公式W=FS
注意：S---是F方向上的距离
3、功的单位：焦耳(J) 1焦耳=1牛·米
1、把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为 1焦耳
2、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
例1：用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动5米，需要做多少功？
解：∵F=100牛、s=5米
∴W=Fs=100牛×5米=500焦
若该物体重为500牛，则这个过程中，重力做多少功？
　　　因为重力方向没有通过距离（S⊥G）， 　所以重力做功为0。
例：有一物体重100牛，把该物体从地面匀速提到高为1米的桌面上，需要做多少功？如果将这个物体用50牛的力沿水平地面拖动10米，需要做多少功？
解：∵匀速提升 ∴F1=G=100牛
又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦
∵F2=50牛 s2=10米 ∴ W2=F2s2=50牛×10米=500焦
答：…..
注意：提升物体所做的功常直接用W=Gh计算
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=Gh=600牛×2米=1200焦
答：…..
杠铃的势能增加1200焦。
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：…..
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。
三、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
吊车将重为4000牛的货物匀速提升到8米高处，后又沿水平方向移动5米，问吊车对货物总共做多少焦的功？
为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？
例如：甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，谁做功快？
四、功率 ----表示物体做功快慢
1、定义：单位时间里完成的功叫做功率
2、定义式：
3、单位：
焦耳/秒
读作：焦耳每秒
瓦特
1 =1
其它常用单位：
千瓦
兆瓦
1 =1000瓦
1 =106瓦
(1 W=1J/s)
(KW)
(MW)
四、功率 ----表示物体做功快慢
4、1瓦特的意义： 表示1秒钟做功1焦耳
例1：甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，求甲乙两同学的功率
解：甲同学的功率
乙同学的功率
例2：起重将质量为750千克的货物，在0.5分钟内匀速吊起6米高，起重机的功率有多大(取g=10牛/千克)？
解： G=mg=750千克×10牛/千克=7500牛
W=Gh=7500牛×6米=45000焦
答：起重机的功率是1.5千瓦
起重机的功率是1.5千瓦
表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦
起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转化为货物的势能。
货物的势能每秒钟增加1.5×103焦。
四、功率 ----表示物体做功快慢
5、功率也表示了能量转化的快慢
举重运动员将600牛的杠铃举高2米，若所用时间只有1秒钟，则运动员爆发的功率是有多大？
解： W=Gh=600牛×2米=1200焦
答：…..
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
W=Fs=600牛×100米=6 × 104焦
四、功率 ----表示物体做功快慢
6、推导式：
注意：F与v同方向
练习：牛以0.3米/秒匀速耕地时，牵引力为400牛；拖拉机以1米/秒匀速耕地时，牵引力为2000牛，计算两种方法耕地的功率。