第3节 能量转化的量度
第1课时 功
01 知识管理)
1．功
概念的理解：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。
做功两个必要因素：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__。
注 意：不做功的三种情况：
(1)物体受力，但物体没有动，此情况叫“劳而无功”。
(2)物体移动了一段距离，但在此运动方向没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳而无功”。
(3)物体既受到力的作用，又通过一定距离，但两者方向互相垂直(如提水桶沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。
2．功的计算
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__。即功＝力×距离。
公 式：W＝__Fs__，用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功。
注 意：重力做功时可用公式W＝Gh。
单 位：__焦耳__，简称__焦__，单位符号为__J__。1焦耳＝__1__牛·米。
02 基础题)
1．(湖州中考)以下四幅图中，克服物体重力做功的是(C)
2．下列说法中正确的是(A)
A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
3．(怀化中考)小张用40 牛的推力将重为100牛的物体沿水平方向匀速推动了10 米，则小张对物体所做的功是(A)
A．400 焦 B．600焦
C．1 000 焦 D．1 400 焦
4．如图所示，某举重运动员在0.5秒内由支撑到起立将杠铃快速地举过头顶，运动员在这个过程中对杠铃__有__做功；运动员在起立状态保持3秒，在这3秒内运动员对杠铃__没有__做功。(填“有”或“没有”)
5．(温州中考)近年来，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米/秒的速度匀速行驶100秒，行驶中受到的阻力为1×105牛，这一过程中列车克服阻力做功__6×108__焦。
6．(湖州中考)据报道，立陶宛男子兹德鲁纳斯·萨维科斯近日在美国俄亥俄州哥伦布市2014年度“阿诺德壮汉大赛”中拉起524千克的杠铃，打破世界纪录。如图，他把杠铃提升了0.5米后静止3秒，裁判示意成功后放下杠铃。他拉起杠铃的过程中，至少对杠铃做功多少焦耳？
解：W＝Gh＝524千克×10牛/千克×0.5米＝2 620焦耳
03 中档题)
7．(杭州中考)在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，以下说法正确的是(B)
A．在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功
B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C．桌面对球的支持力做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功
8．小明用100牛的力踢一个重5牛的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20米。在球滚动的过程中(D)
A．小明对足球做功2 000焦
B．重力对足球做功100 焦
C．小明对足球做功2 100焦
D．小明和重力对足球做功都是0焦
9．(杭州中考)在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是(B)
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
10．如图所示是小明自制的弹弓，小明站在楼上用20牛的力量将弹弓的橡皮筋拉伸15厘米，将质量为20克的小石块沿水平方向射出20米，弹弓距离地面的高度为7米，关于此过程说法正确的是(D)
A．橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为3焦
B．橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为400焦
C．橡皮筋对石块没有做功
D．石块下落过程中，重力做功为1.4焦
11．(宜昌中考)小明同学用40牛的水平推力推着重100牛的书箱在水平地面上前进了2米，松开手后，书箱仍向前滑行了1米，整个过程中小明做功__80__焦，书箱的重力做功__0__焦。
12．(杭州中考)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是__Gh__。
13．如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球__做__功，细绳对小球的拉力__不做__功。(填“做”或“不做”)
14．某同学用已调好的弹簧测力计测量一个放在水平桌面上的钩码的重力。他从图甲所示位置(此时指针指在零刻度线)开始将测力计缓慢竖直向上提起，记下测力计移动的距离h和对应的示数F，并描出F－h图象如图乙所示。
(1)钩码的重力为__4.5__牛。
(2)当h＝15 厘米时，弹簧测力计对钩码所做的功为__0.45__焦。
04 拓展题)
15．甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是(C)
A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙
C．W甲＞W乙 D．W甲＜W乙
第2课时 功率
01 知识管理)
功率
概 念：在__单位时间__内所完成的__功__叫做功率。
物理意义：反映了__做功__的快慢。
公 式：功率＝____。用__P__表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可写成：__P＝__。
单 位：__瓦特__，简称__瓦__，单位符号是__W__。1瓦＝__1__焦/秒。常用单位还有千瓦、兆瓦，1千瓦＝__1__000__瓦，1兆瓦＝__106__瓦。
注 意：做功多的物体不一定功率大，还要考虑时间。功率大小由功和时间共同决定。
补 充：当物体匀速运动时，由公式变形可得P＝＝＝Fv。
02 基础题)
1．体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼，他们同时出发，小红先到，小田后到。此过程中(C)
A．小红做功多 B．小田做功多
C．小红的功率大 D．小田的功率大
2．某机器的功率为100瓦，它的物理意义是(C)
A．这台机器能做100焦的功
B．这台机器能做100焦/秒的功
C．这台机器每秒做100焦的功
D．这台机器每秒做100焦/秒的功
3．下列关于功率的说法正确的是(C)
A．功率大的机器做的功一定多
B．功率大的机器做功时间一定短
C．功率大的机器做功一定快
D．功率大的机器机械效率一定高
4．某工人在水平地面上，用50牛水平推力将重200牛的物体匀速推动，使它在20秒沿水平方向移动10米，该过程中工人水平推力的功率是__25__瓦。
5．一辆轿车在高速公路上以7×104瓦的功率行驶10秒，汽车发动机做了__7×105__焦的功。
6. 如图中的两条直线是表示甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，由图象可知，甲、乙两物体的功率关系是P甲__＞__(填“>”“<”或“＝”)P乙。
7．两台机器总功之比为3∶2，时间之比为3∶4，则功率之比为__2∶1__ 。
8．起重机在10 秒内将重为2 000 牛的石头沿竖直方向匀速提升0.5 米。求：
(1)起重机对石头做的功；
(2)起重机提升石头的功率。
解：(1)起重机对石头做的功：W＝Gh＝2 000 牛×0.5 米＝1 000 焦
(2)起重机提升石头的功率：P＝＝＝100瓦
03 中档题)
9．一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图所示，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是(C)
A．W1＝W2，P1＞P2
B．W1＝W2，P1＝P2
C．W1＝W2，P1＜P2
D．W1≠W2，P1≠P2
10．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab＝scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率(C)
A．AB段做功较多
B．CD段做功较多
C．AB段与CD段做的功一样多
D．AB段的功率比CD段的功率大
11．(绍兴中考)如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功__20__焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为__0.9__瓦。
12．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别是P1、P2。则F1__＝__F2，P1__>__P2。(填“＞”“＝”或“＜”)
13．如图所示，斜面高为2米，用沿斜面向上大小为250牛的拉力F，将重为600牛的木箱由斜面底端以0.6米/秒的速度匀速拉动，经过10秒到达顶端，则拉力的功率是__150__瓦。
14．汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F将__减小__。(填“增大”“减小”或“不变”)
15．(绍兴中考)重15 000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用，在水平地面上做匀速直线运动，其路程随时间变化如图所示。求：
(1)小汽车速度。
解：图像的横轴表示时间，纵轴表示路程，当t＝10秒时，汽车通过的路程为s＝120米，则小汽车的速度υ＝＝＝12米/秒
(2)10秒内重力对小汽车做的功。
解：小汽车在水平地面上做匀速直线运动，在重力的方向上没有通过距离，因此10秒内重力对小汽车做的功为0焦
(3)10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。
解：10秒内发动机对小汽车做的功：W＝Fs＝800牛×120米＝9.6×104焦
发动机的功率：P＝＝＝9.6×103瓦
16．阳光动力2号太阳能飞机，是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机，飞行所需能量完全由太阳能电池提供，其翼展达到72米，仅次于体积最大的商用客机A380(79.75米)但重量只有约2 300公斤，与一辆半家用汽车相当。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65千瓦的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140千米/时。求：
(1)当飞机发动机的输出功率保持60千瓦，并以30米/秒的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
解：已知飞行速度v＝30米/秒，功率P＝60千瓦＝60 000瓦，由P＝＝＝Fv得牵引力：F＝＝＝2×103牛
(2)若飞机发动机保持60千瓦的输出功率匀速飞行1小时，发动机输出的能量为多大？
解：已知时间t＝1时＝3 600秒，由P＝可得发动机输出的能量：W＝Pt＝60 000瓦×3 600秒＝2.16×108焦
04 拓展题)
17．(巴彦淖尔中考)如图所示，水平地面G点左右两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5 牛的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则(D)
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于5 牛
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
课件18张PPT。课件19张PPT。
