第三节能量转化的量度分解

意义： 1牛的力作用在物体上，当物体在这个力的方向上 通过1米距离时，所做的功为1焦。
焦耳是英国物理学家。 1818年12月24日生于索 尔福，焦耳从小体弱不 能上学。他很喜欢电学 和磁学，对实验特别感 兴趣。焦耳可以说是一 位靠自学成才的杰出的 科学家。焦耳最早的工 作是电学和磁学方面的 研究，后转向对功热转 化的实验研究。1866年 由于他在热学、电学和 热力学方面的贡献，被 授予英国皇家学会柯普 莱金质奖章。
②做功的实质：就是能量转化的过程
③功可用来量度能量转化的多少
例 3：
起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m 后又沿水平方向匀速移动了 2m，在这一过程 中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦？ 起重机向上提重物时对重物做了功．而又 水平移动2m时没有对重物做功，因为重物 没有在拉力的方向上移动距离．
例 2：
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)
从做功的多少可以看出能量变化的程度 解： G=mg=60千克×10牛/千克=600牛
功是能量转化的量度 W=Gh=600牛×2米=1200焦
杠铃的势能增加1200焦。
5.功与能的关系：
①能：
物体具有做功的本领，就说物体具有能(单位：焦耳)
判断题
1．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功． （×） 2 ．人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离，提力 对重物做了功． （×） 3．苹果从树上落下，重力对苹果做了功． （√）
4 ．小球在光滑平面上移动一段距离，桌子的支持力对 小球做了功． （×）
4、某足球运动员在水平方向用25牛的力，将 10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上 滚了30米才停下来。在球滚动过程中，脚对球

人提书包在水平路面上 匀速通过一段距离
拓展练习
1.在图的四种情境中，人对物体做功的是（ ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯 C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
拓展练习
2.举重运动员将150千克的杠铃举高1.8米， 运动员对杠铃至少做多少功？（g=10N/kg）
（能量转化）
做功
同学体内的化学能
科学书的机械能
任务驱动
1.将重为5牛的书匀速提高1米，书的机械能增加多 少？你对它做功多少？
2.提着重为5牛的书沿水平路面匀速通过1米，书的机 械能增加多少？你对它做功多少？
3.将重为10牛的书匀速提高2米，书的机械能增加多 少？你对它做功多少？ 4.提着重为10牛的书沿水平路面匀速通过2米，再匀速 上升2米。书的机械能增加多少？你对它做功多少？
教学目标
知识与技能 1.理解做功的两个必要的因素。 2.知道功的计算公式W=FS，并能进行有关的计算。 3.知道功的国际单位是焦。 过程与方法 1.通过小组合作探究，主动建构功的概念。 2.通过对具体实例进行对比分析，培养学生的分析概括能力。 情感、态度与价值观 1.教学过程中，有目的地对学生进行兴趣培养，激发学生的求知欲。 2.构建轻松和谐的课堂环境，让学生感受到学习是一种乐趣。
教学反思
1.由于这节课安排了小组合作探究活动，所以课堂 时间可能会比较紧张，要注意语言的简练。
2.本节课侧重的是做功两个必要因素得出的过程， 没有时间对物体受多个力做功情况进行仔细分析， 所以接下来应该安排一节有关这方面的习题课来 加深学生对做功的理解。
学情分析
“功”的概念对九年级学生来说是一个全新的知 识，但通过前面两节的学习，学生对能量已经有了 初步的认识，对机械能以及影响动能和重力势能大 小的因素也有所了解，因此我们也可以先根据能量 转化的多少来判断做功的多少。但在具体实例中能 量转化究竟应该如何量度，学生还是感到比较迷茫， 故教师可以借此创设情境，激发学生的求知欲，让 学生主动地建构知识。

此时是否马车的动能增加6×104焦？ 克服摩擦做功
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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。
(力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。)
(3)用功来量度能量转化的多少。 (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。
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。
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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 功 = 力 × 距离 W = F × S
所以，力 F1 所做的功为：
W1 = F1 S1 = 100 牛 × 1米 = 100 焦
拖动的水平拉力：F2 = 30 牛 距离：S2 = 10米
W2 = F2 S2 = 30 牛 × 10米 = 300 焦
答：举高物体做功100 焦；拖动物体做功300 焦。
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答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。
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） 耕地时，牵引力为2000牛，计算
挖土比赛
挖土比赛
该如何描述做功快慢的问题呢？
回忆
比较物体运动快慢的方法
方法一: 比较在相同的时间内通过的路程 方法二: 比较在通过相同的路程内所花的时间
定义: 单位时间内通过的路程 ------- 速度
公式：V=
s t
做功的快慢用什么来表示呢？又叫做什么？
瓦特 JamesWatt (1736~1819)
姓 名:詹姆斯·瓦特 国 籍:英国 出生年代:1736 成就：蒸汽机
在瓦特之前，已经有纽科门发明的 蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦 特花了10年时间，研制出精巧实 用的新型蒸汽机，由此把英国带入 了工业革命。无论是冶金、矿山、 纺织还是交通运输，都开始使用蒸 汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦 特这位伟大的发明家，人们把常用 的功率单位定为瓦特，简称瓦。
2×3000牛=600牛 ⑴机器的功率越大，做的功越多。 v = 80 m/s 则表示1s内通过的距离是80m。
桌面所做的功大约为 1焦耳 2、小明和爸爸为了测试爬山时的功率，你认为他们应该带哪些工具？记录哪些数据？
该如何描述做功快慢的问题呢？ 同一辆汽车能够输出的最大功率是有限的，故在输出功率不能增加的情况下，为了增大牵引力以利于爬坡,一般汽车采用的方法是（
登高望远:
建筑工地上，用一台功率为16千瓦的起重
机把重为8000牛的钢材匀速提到60米高的楼房 黄 2、亮小和明潘和杰爸想爸比为一了比测谁试上爬楼山的时功的率功大率。，你认为他们应该带哪些工具？记录哪些数据？
3率、的已多知少马？车（重g=30100N牛/K，g）匀速行驶时，受到的阻力为重力的0. 3拖、拉已机知耕马地车的重功3率00。0牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.

表二(钢球质量为m＝100 g)
1．做功的两个必要因素：一是作用在______上的力；
运（动注员 意9的S．是化指学(在能1F→0的杠分方铃向)的上某势移能动人的乘距离坐） 出租车在平直公路上匀速行驶，出租车的牵引
B12．．功如力率图越甲为大所，示3做×，的放功1在越0水多3平地N面，上的如物体图A受为到水他平乘向右车的力到F的达作用目，力的F的地大小时以及的物体车A的费运动发速票度大。小υ随求时：间t的变化情况如图
序号 钢球质量m/g
1
100
2
200
3
300
木块滑行距离 s/cm 10 20 30
表二(钢球质量为m＝100 g)
序 号
钢球撞击速度υ/(cm·s－1)
木块滑行距 离s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
分析这两组数据可以得出：_速__度___对物体的动能影响较大，依据是_
质量增加一倍，动能增加为原来的两倍；速度增加一倍，动能约 增加为原来的四倍(或质量和速度增加相同的倍数，速度对动能大 小的变化影响较大等其他说法也可)。
二、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.
做功时, 两个必要 因素缺一 不可。
吊车对货物的拉力是否做功？
(3)如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60 kW，求此过程挖掘机所做的功。
1．(5分)关于功率，下列叙述正确的是( )
11．在校运动会中，小翔参加了铅球比赛。
1．功率是表示物体做功_快__慢____的量。
2．功率的定义：_____单__位__时__间___内完成的___功____叫做功率。 3．功率的定义：P＝___Wt___，推出式：P＝___F_v___。 4．功率的单位：___瓦__特___，简称“___瓦____”，单位符号为

推导式：
注意：F与v同方向
分析：机车发动机的功率一般是一 定的（保持不变），牵引力的大小 和运动速度成反比。减少车辆的速 度就会使车辆的牵引力增大；反之， 增大车辆的速度就会使车辆的牵引 力减小。
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劳动了15分钟后的情景，图 中两位同学谁对砖块做的功多？
做功时间相同，比较做功的多少
为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。 下图为甲乙两位都搬了100块砖的情景，甲用了 30分钟，乙用了45分钟，图中两位同学谁对砖块 做的功多？
做相同的功，比较做功的时间
甲同学每秒钟做 50 焦的功。 乙同学每秒钟做 80 焦的功。
答：乙同学做功快。
用__单__位__时_间__内__所__完__成__的_功__的__多__少_ 来表示做功的快慢。
3.功率的定义：单位时间内完成的功叫做功率。
功率的定义式 P = W
t
功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W） 1瓦特=1焦每秒
比较功和功率：
定义或条件
公力的 方向上通过 一段距离
W=F· S
焦
牛·米 能量转化的 千焦 多少
功 率
单位时间内 完成的功
瓦特 做功的快慢
焦耳/秒
千瓦 能量转化的 快慢
兆瓦
P= Fv 的应用： 想一想：
汽车爬坡、拖拉机耕地功率往往不变， 为了增大牵引力，车辆的运动速度都 很小。而汽车在平直的公路上往往运 动的较快，你能解释吗？
它是为了纪念英国发明家瓦特而命名的。 来表示做功的快慢。 功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W）
4.功率是表示物体做功多少的物理量。（×） 功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W）

想一想：甲、乙两同学谁做功快？
二、功率 ——表示做功快慢的量
1、功率：单位时间里完成的功 功 2、公式：功率 = P= W/t 时间 3、单位：焦/秒（ J/S ）或 换算： 1瓦= 1焦/秒 瓦特（ W ）
1千瓦(KW)=1000瓦
说说看下图中功率表示的含义
人步行: 约70瓦 短时间 快速运 动可达 1千瓦
的方向上运动了一段距离。 B
图C与D是物体在力的作用下没有做功的实例
F
虽然石头和书包受到了向上 人提书包在水平路面上叙述提通 人用力搬石头，石头没有搬动 的力的作用，但是他们在这 过一段巨距离 个方向上没有运动距离。
C D
F
反过去去分析为什么图A与B有做功？
反过去去分析为什么图C与D没有做功？
1、做功的两个必要因素 ①物体受到力的作用 ②物体在力的方向上通过距离
• 某同学先后用相同大小的力沿着水平方向 拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不 同的水平地面上前进相同的距离，关于拉 力做的功，下列说法正确的是（ ） • A、在粗糙地面上做的功较多 • B、在光滑地面上所做的功比较多 • C、两次做功一样多
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？
（1）汽车在半小时内牵引力做多少功?
（2）汽车的牵引力多大?
Hale Waihona Puke （3）汽车行驶时受到阻力多大?4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基 11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。 36、失败者任其失败，成功者创造成功。 37、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 38、天助自助者，你要你就能。 39、我自信，故我成功；我行，我一定能行。 40、每个人都有潜在的能量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。 41、从现在开始，不要未语泪先流。 75、自己选择的路，跪着也要走完。