第3章 第3节 能量转化的量度-【教材解读】2023秋九年级上册初三科学（浙教版)

第３节　能量转化的量度 计算物体运动的距离时,物 体运动前后研究对象不变, 如下图所示,均是以物体上 A 点为研究对象. 有力而且物体在力的方向 上通过一段距离力才做功.   > M 知识点一　功  现象探究:力作用的成效 分析:物体都在力的方向上移动了一段距离. 归纳: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. 注意:有时为了叙述方便,某个力做功往往也说成施 力的物体做功.如人推小车,推力做了功,也常说人 做了功.  力对物体做功的两个必要因素(判断力是否做功的方 法之一)  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.如冰壶离手后 由于惯性在冰面上通过一段距离,人对冰壶不做功. (２)有力无距离:物体受到了力,但没有移动距离.如 用力推车而车不动,推力没有做功. (３)力的方向与距离的方向垂直:物体受到了力同时也 移动了一段距离,但力的方向始终跟运动方向垂直. 如手提水桶水平匀速移动,提水桶的力没有做功. ４２１  克服某力做功 　　当物体运动方向与受力方向相反时,我们常说克 服该力做功.例如,当物体竖直向上运动时,重力的 方向与 运 动 方 向 相 反,此 时 我 们 常 说“克 服 重 力 做 功”. 知识点二　功的计算  计算公式 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. 用 符 号 表 示:W＝Fs.  功的单位 在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称为焦,单位 符号为J. １焦＝１牛􀅰米 含义:１牛的力使物体在力的方向上通过１米的距离 时所做的功为１焦.  应用公式W＝Fs计算时应注意的问题 (１)明 确 是 哪 个 力 对 哪 个 物 体 做功. (２)移动的距离必须是物体在力的 方向上移动的距离,这个距离可能 与物体运动的路程不相等.例如, 人提物体匀速上楼时,人对物体做功,此时s应是物 体被提升的高度,所以,W＝Fs＝Gh,如图所示. (３)F 与s的同时性:物体受力的同时移动了距离;在 移动距离的同时受了力. (４)F 与s的同体性:F 与s对应同一个研究对象. (５)F 与s的同向性:当F 作用在物体上时,s是物体 在力的方向上通过的距离. 力的方向与运动方向不同 (但不垂直)时,力也可以对 物体做功. 力和距离必须对应. ５２１ “有能”和“做功”的区别   > M 比值定义法 把功和时间的比定义为功 率.这种下定义的方法叫 做比值定义法.有很多科 学量的定义都采用了这种 方 法,如 速 度、密 度、压 强 等.这种定义科学量的方 法直观明了,很容易写出表 达式,也容易理解定义的科 学量.  做功的实质 (１)功和能的关系 ①功是一个过程量,能量是一个状态量.功是描述一 个力对物体作用过程中所取得成效的量,它是相对于 一个过程而言的;能量是反映一个物体具有的能够对 外做功的本领的量. ②具有能量的物体不一定在做功,但正在做功的物体 一定具有能量.例如,被拉高的重锤,在空中静止时, 它具有能量,但没有做功;而它下落把地基夯实的过 程中对地基做功. ③一个物体能够对外做的功越多,它具有的能量就越大. (２)做功的实质 做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做 多少功,就有多少能量发生了转化.因此,可以用功 来量度能量转化的多少. 知识点三　功率  概念 单位时间里完成的功叫做功率.  意义 功率反映了物体做功的快慢.  公式及单位 (１)国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,单位 符号是 W.１瓦＝１焦/秒. (２)常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW). (３)单位换算关系:１千瓦＝１０００瓦,１兆瓦＝１０６瓦. (４)变形公式 W＝Pt,t＝ W P (５)在运用P＝ W t 及其变形公式进行计算时,一定要 注意三个量间的对应关系,“W”一定对应时间“t”内 所完成的功. ６２１  功率的推导式P＝Fv 　　(１)推导:因为W＝Fs,所以P＝ W t＝ Fs t ＝Fv . (２)应用P＝Fv 时应注意: ①力F 和物体运动速度v 方向一致. ②计算时,F 的单位是牛,v 的单位是米/秒,这 样算出的功率单位才是瓦. ③在解题时,若已知作用力F 和物体运动的速度 v,则直接用P＝Fv 来求功率更方便;若F 和v 未知, 则需先推导再应用.  对功率的理解 (１)功率只反映做功的快慢,不表示做功的多少. (２)功率大,做功不一定多;做功多或做功所用时间 短,功率也不一定大. (３)公式P＝ W t 实际上是求物体做功的平均功率. (４)公式P＝Fv常应用于机车运动情况. (５)由P＝Fv知,当功率一定时,F 与v成反比. 汽车上坡时车速小