能量转换的量度

博学精教，成就学生！第二节 能量转化量度姓名： 日期：【教材知识全解】1. 功：1) 物体受到力的作用，并且在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。

做功必须具备两个要素：力和在力的方向上通过的距离。

2) 不做功的三种情况：有力没有距离、有距离没有力（物体因惯性而运动）、力跟距离的方向垂直。

3) 功的计算公式：W=FS=Pt4) 国际制单位：焦耳，简称为焦（J ） 5) 功和能的关系：做功的过程实质上是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。

所以，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（J ）。

2. 功率：1) 物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。

2) 定义：单位时间内完成的功叫做功率。

3) 计算公式：P=W/t=FV （注意V 跟F 要对应，方向要相同） 4) 单位：瓦特，简称为瓦（W ）5) 功率是机器主要技术指标之一，要根据实际需要选择功率合适的机器，功率选择不当，会造成机器的浪费或毁坏机器。

例1．某人用50N 的力将重30N 的铅球抛到7m 远处，则人对铅球做功为（ ） A 、350JB 、210JC 、0D 、无法计算例2．在图3-2-1的四种情境中，人对事物体做功的是（ ）例3．一吊车在2s 内将1500N 的货物提高2m 后，在空中停留了3s ，双在5s 内沿水平方向将货物移送了10m ，则10s 内吊车的功率为（ ） A 、300WB 、2000WC 、3000WD 、1500W例4．小刚想粗略地测算自己在单杠上做到引体的向上运动的功率。

如图3-2-2所示，他作尺量握拳时手臂的长度，并测出自己连续拉上去次数和时间填入下表，请在空格处补上相应的数据。

例5．一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的盘山公路匀速行驶，当它从脚行驶到高为0.5km 的山顶时，耗时15min 。

汽车发动机的牵引力为4000N 。

高中物理功和能(功是能量转化的量度)公式大全功和能(功是能量转化的量度)1.功：W=Fscosα(定义式){W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s间的夹角｝2.电功：W=UIt(普适式) {U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)｝3.重力做功：Wab=mghab {m:物体的质量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)}4.电场力做功：Wab=qUab {q:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb｝5.功率：P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝6.电功率：P=UI(普适式) {U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝7.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率，P平:平均功率}8.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)9.动能：Ek=mv2/2 {Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝10.重力势能：EP=mgh {EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝11.电势能：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)(从零势能面起)｝12.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝13.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝15.机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP注:(1)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(2)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能减少(4)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J;。

高中物理公式：功和能(功是能量转化的量度)W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP注:功率大小表示做功快慢，做功多少表示能量转化多少;O0≤α＜90O做正功;90O＜α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能减少重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6*106J，1eV=1.60*10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。

质点的运动(1)——直线运动理解口诀：1.物体模型用质点，忽略形状和大小；地球公转当质点，地球自转要大小。

物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t，a用Δv与t比。

2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速为零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。

自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升最高心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。

匀变速直线运动平均速度V平＝s/t(定义式)2.有用推论Vt2-V02＝2as3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+V0)/2(分析纸带常用)末速度Vt＝V0+at；5.中间位置速度Vs/2＝[(V02+Vt2)/2]1/26.位移s＝V平t＝V0t+at2/2加速度a＝(Vt-V0)/t｛以V0为正方向，a与V0同向(加速)a＞0；反向则a＜0｝实验用推论Δs＝aT2｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝(分析纸带常用逐差法求加速度)主要物理量及单位:初速度(V0):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t)秒(s)；位移(s):米(m)；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。

《能量转化的量度》教学设计教学分析《能量转化的量度》选自义务教育课程标准实验教科书《科学》（浙教版）第四册。

理解功和能的关系是本节教学的一条主线，也是分析能量转化过程，提出“守恒”思想的重要基础。

由于功的概念是比较抽象的，因此学生要认识功，需要通过一系列的实践与实例的分析获得功的概念，以及做功的必要因素。

而能量转化的多少，也就是能量转化的量度——功的计算。

本节课要突出解决的问题是：为什么科学上要这样来规定功。

因而对教材进行了一些改进，设置问题情景，直接引导学生开展实验，在实验的基础之上引导学生发现规律，是因为功不属于同化性知识，而是形成性知识。

学生不具备猜想的基础。

充分让学生参与和体验、让学生自我展示和评价，目的在于培养学生利用科学方法进行物理研究的实事求是的科学态度，激发学生内在的学习热情，使之获得成功的快乐。

学生分析学生已有一定的有关能的初步知识。

（对学生动手实践的能力、分析归纳能力不太了解）。

知道实验中的能量的转化量就等于重物重力势能的增加量。

但功的概念很抽象，因而利用生活中的问题情境激发学生的探究学习兴趣；利用实验引导学生探究出结论；引出丰富的例子，让学生深刻理解知识点。

设计理念《科学课程标准》明确提出，“学生是科学学习的主体”。

当求知阶段的青少年感兴趣的意向：当他们知道所学的知识可以解释时，则对这些知识很感兴趣。

因而，本人在设计中通过对日常生活中一些事例的分析，让学生认识到科学就在我们身边，并能用科学知识去解释一些生活现象，提高学生的科学素养。

本人的教学过程设计主要分为:谈话引入，引出课时的内容，功的概念的提出，课堂的情景练习，功的公式的推出，功的例题的演练，课后作业七个部分。

注重演、练结合，知识与实际活动结合，让学生在学中感知知识，动中感知知识，动中有学，学中有动，在学和动中学会运用知识，激发学生学习的兴趣，加深对科学知识的理解。

教学目标１判断在不同情况下力对物体是否做功，理解做功的两个必要因素。

第二节能量转化的量度（一）【学习目标】：1、通过观察和实验了解功的物理意义，知道功的特点。

2、结合生活、生产中的实例知道机械功的概念。

3、能够进行与功相关的简单计算。

4、知道功可以量度能量转化的多少。

阅读课本P73---P75“功”部分：【课前自学】：1、物体受到的作用，且在这个力的方向上通过了一段，则这个力对物体做功。

做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的；（2）物体在力的方向上通过的。

2、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。

公式W=FS。

式中F表示作用在物体上的，国际单位制中其单位为；S表示物体在力的方向上通过的，国际单位制中其单位为；W表示力对物体，国际单位制中其单位为。

【知识拓展】1、功是能量转化的量度，做了多少功就有多少能量发生了转化。

做功的实质就是能量转化的过程，功和能量的单位都为焦。

2、功和力是两个不同的物理量，他们既有其独立性，但彼此之间又有联系。

有力才有可能做功，但有力又不一定做功，没有力则根本不可能做功。

因此根据做功的两个必要因素，在研究功时必须明确是什么力做功。

3、如果物体在力的作用下，沿力的方向运动（力与运动的方向一致），就说力对物体做功；如果物体运动的方向与受力的方向相反，就说克服某力做功。

【课中交流、合作探究】请解释：1、看教材P73图3-8、3-9分析(1)举重运动员在举起杠铃时，马拉车时能量分别是如何转化的？（2）从力和运动角度分析，举杠铃和拉马车有什么共同的特点？这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。

杠铃和马车都有受到_______的作用，并且在______的方向上通过一段_________，我们就说这个力对物体做了功。

马对小车做了功。

是因为小车移动的_______是在_______的作用下，沿拉力方向移动的。

同样，因拉力是马施加的，也可以说马对小车做了_______。

（或者说施力物体对受力物体做了功）2、思考（1）举重运动员举起杠铃在头顶上保留3秒钟，成绩才有效。

第23讲能量转化的量度1.是否做功判断2.做功多少的计算3.做功快慢的计算一.功1.定义：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。

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.力对物体不做功的三种情况①有距离无力：物体没有受到力的作用，但由于惯性通过一段距离；②有力无距离：有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过一段距离；③力与运动距离垂直：物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直。

二.功与功率的计算1.功（1）定义：力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

即功=力x距离。

（2）计算公式为W=Fs , W表示功，F表示力，S表示沿力方向的距离（3）单位：在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米( m)，功的单位是牛.米(N. m )，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。

1焦=1牛.米。

（4）做功的实质：能量转化的量度2.功率（1）定义：单位时间内做功的多少（2）意义：表示物体做功快慢的物理量（3）计算公式为P=W/t P表示功率，W表示功，t表示做功时间推导可得：P=FV F表示力，V表示沿力方向的运动速度(4)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。

1瓦=1焦/秒。

在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。

1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。

考点一：是否做功判断【例1】如图所示的生活实例中，下列判断中正确的：（）①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离推力做了功；①乙图人提着滑板在水平路面上前行，人提滑板的力做了功；①丙图物体在绳子拉力作用下升高，拉力做了功;①丁图用尽全力搬石头搬而未起，人对石头的作用力不做功。

A．只有①①正确B．只有①①正确C．只有①①①正确D．只有①①①正确【例2】如图所示是挺举连续动作的几个状态图，下列说法正确的是（）A．从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃不做功B．从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功C．站立时人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力D．站立时，因为杠铃静止所以没有惯性考点二：做功多少的计算【例1】如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。