第3节 能量转化的量度（2课时）（课件 36张PPT）

课件36张PPT。第一课时 做功的含义及功的计算举重运动员举起杠铃时，能量形式是如何转化的？运动员体内的化学能　　　杠铃的势能马拉车时能量又是如何转化的？化学能　　　车的动能举重运动员将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？ 为了描述能量的转化,我们引入了功的概念。功是能量转化的量度。这两种能量转化情景有什么共同特点？SFS1、什么物体施力？
2、什么物体受力？
3、在力的方向上产生了什么效果？ 都在力的方向上发生了移动(或通过距离)。杠铃和马车都受到力的作用。我知道了 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。 力做功也常说成物体做功，如运动员作用在杠铃上的力对杠铃做功，也可以说成运动员对杠铃做功。叉车把货物从地面抬升到一定高度人推小车在水平路面上通过一段路程做功的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。缺一不可！人用力搬石头，
石头没有搬动人提书包在水平路面上
匀速通过一段距离静止空中竖起向上提水平移动吊车对货物的拉力是否做功？不做功做功不做功S=0S与F同方向且在力的方向通过距离。S⊥F,且没有在力的方向通过距离。思考3、不做功的三种情况：（1）有力缺距离（2）缺力有距离在踢球的这一刻做功。球离开脚以后，足球运动员不再对足球施加力，足球由于惯性运动了一段距离，此时足球运动员对足球没有做功。（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。我把重物抱上去了！做功判断下列情形力对物体是否做功？做功我拉着重物往前走判断下列情形力对物体是否做功？Oh my god!我终于举起来了，但是还要停留几秒真是累人啊！不做功判断下列情形力对物体是否做功？判断下列情形力对物体是否做功？不做功我提着重物往前走做功跟我们日常所说的“做工”或“ 工作”一样吗？不一样。“做工”更多是指从事体力劳动。体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。如建筑工人搬运重物在水平路面行走，是在“做工”，但没有做功。“工作”可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，脑力劳动没有做功。 有一只箱子，若让一位同学把它从一楼匀速地提到二楼；让另一位同学把这只箱子从一楼匀速地提到四楼．1、他们用的力一样大吗？
2、他们消耗的能量一样吗？
3、他们所做的功一样多吗？思考一样大不一样大不一样大那如果提两只箱子呢？那么功的大小和做功两个必要因素有何关系呢？提起的货物越重，作用的力越大，做的功就越多；把货物从地面上抬升的高度越高，它做的功也越多。我领悟到了：……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。1牛·米（ N · m ）二、 功的计算1、 功的定义科学上规定：功等于力跟物体在
力的方向上通过的距离的乘积。2、 定义公式×W = F × S3、功的单位力的单位是：N（牛）m（米）J（焦耳）功的单位是：距离的单位是：1 焦耳（J）= 功=距离力焦 耳焦耳（1818~1889）是英国著名的实验物理学家。他从小就对实验着迷，在家里做起了各种实验，后来成为一名业余科学家。
1840 年，焦耳通过对电流的热效应的研究，得出了著名的焦耳定律。焦耳定律给出了电能向热能转化的定量关系（我们将在本章第6节中学习该定律）。焦 耳（James
Prescott Joule）焦耳特别热衷于热功当量的实验测量。1847 年，他完成了热功当量测量的经典实验：先是测量一桶水的温度，然后把铜制的翼轮放入水中，用下落的砝码带动翼轮转动来搅动水，使水的温度升高。焦耳测量了翼轮所做的功和水温的升高，从而计算出多少机械能产生多少热，这个值被称为“ 热功当量”。焦耳从1843 年开始测量热功当量，直到1878 年最后一次发表实验结果，先后做实验不下四百余次，并且采用了原理不同的各种方法，测量了他能想到的各种过程所产生的热——包括机械的、电的、磁的，获得了大量的实验数据。他以极其精确的数据，为热和功的相当性提供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意，将功和能量的单位叫做焦耳。1焦耳有多大？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4、功的计算先审题，后公式，再计算①.物体受到几个力的作用？③.哪个力做了功？哪个力没有做功？②.物体朝哪个方向移动？移动距离多少？④.根据功的定义公式计算。先公式后代入。⑤.注意各个物理量的单位。【例题】：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30牛的力沿水平地面拖动10 米，需要做多少功？ 解：匀速提升物体所用的向上的力：F1=G=100 牛物体在力的方向上通过的距离：S1=1米所以，力 F1 所做的功为：W1==F1S1100 牛1米×=100 焦拖动的水平拉力：F2=30 牛距离：S2=10米W2==F2S230 牛10米×=300 焦答：举高物体做功100 焦；拖动物体做功300 焦。先审题。已知什么？求什么？在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，
前进了10米，推箱子的小朋友做了多少功？如果
把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？先审题。已知：F = 50N，
s = 10m，
G = 100N，
h = 1.5m求：W1 和 W2解：W1 = Fs = 50N×10m = 500J 答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。= Gh = 100N×1.5m = 150JW2 = F2 s2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？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。此时杠铃的势能增加多少焦？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)用功来量度能量转化的多少。(力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。)(4)物体对外做功,说明物体具有能;物体具有能并不一定对外做功。小结：一、 做功的含义1、 做功的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。2、不做功的三种情况：（1）有力缺距离（2）缺力有距离（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。二、 功的计算1、 定义公式×W = F × S功=距离力2、功的单位J（焦耳）1焦耳 = 1牛·米1、如图，ma〉mb〉mc，三个物体在同样大的力F作用下，都沿着力F的方向移动距离s,比较F对三个物体所做功，结论是（ ）A、对a做功多 B、对b做功多 C、对c做功多 D、做功一样多D2、某物体在力F作用下分别在光滑平面、粗糙平面和斜面上沿力的方向移动了相同的距离，做功分别为W1、W2、W3则（ ）A 、 W1〉W2〉W3 B、W1〈W2〈W3 C、W2 〉W3〉W1 D、W1=W2=W3D如右图，人提着重100N的桶，沿楼梯（楼梯长5米）从一楼上到三楼，人对桶做了多少功？此时桶的势能增加多少焦？5米5米物体重50牛，在拉力30牛的作用下，把物体由底端接到高为3米，长为6米的斜面顶端，则（1）拉力做功多少？（2）克服重力做功多少？G=50牛F=30牛6米3米再见