内容正文:
第3章 能量的转化与守恒
第3节 能量转化的量度
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学习目标
1.结合实例识别做功与不做功的情形,归纳出做功的两要素,知道功的单位。
2.能运用功的公式进行简单的计算。
3.理解功率的概念及功率表示的物理意义。
4.概述功率的单位及计算公式 <m></m> ,并能利用公式进行计算。
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知识点1 功 重点
1.教材第82页读图:功的概念
问题探究 观察表格中的四种情况,分析工作(或作用力)的成效。
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实例 研究对象 示意图 工作(或作用力)的成效 共同特点
叉车抬升货物 货物 叉车抬货物的力 货物在力 <m></m> 的作用下上升的距离为 <m></m> (1)物体受到了力的作用;
(2)物体在力的方向上通过了一段距离
人推着小车移动 小车 人推小车的力 小车在推力 <m></m> 的作用下向前移动了距离 <m></m> (1)物体受到了力的作用;
(2)物体在力的方向上通过了一段距离
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实例 研究对象 示意图 工作(或作用力)的成效 共同特点
人搬石头没动 石头 人搬石头的力 石头在力 <m></m> 作用下没有动 (1)物体受到了力的作用;
(2)物体在力的方向上没有通过一段距离
手提着滑板移动 滑板 人提滑板的力 人对滑板的竖直拉力为 <m>,</m> 滑板在水平方向上移动 (1)物体受到了力的作用;
(2)物体在力的方向上没有通过一段距离
归纳总结 如果物体受到力的作用,并且在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
力做功也常说成物体做功,如人的推力对小车做功,也可以说成人对小车做功。
教材深挖
力对物体不做功的三种情况
情况 说明 实例
有力无距离(劳而无功) 有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过一段距离 搬石头没动,推汽车没动
力与移动方向垂直(垂直无功) 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 手提书包行走
有距离无力(不劳无功) 物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离 足球离开脚后在地面上滚动一段距离
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2.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)
拓展
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”。
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典例1 &1如图所示,在下列生活情境中,力对物体做功的是( )
D
A.吊车吊着物体沿水平方向匀速移动
B.小丽背着书包站立不动
C.小明用力推车但车保持静止不动
D.运动员踢球时,足球离开运动员脚之前
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知识点2 功的计算
1.功的计算公式
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,即功 <m></m> 力×距离。
2.功的单位
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3.对公式 <m></m> 的理解
同向性 公式中的 <m></m> 是物体在力 <m></m> 的方向上移动的距离。例如,某人用 <m></m> 的水平推力,推动重 <m></m> 的箱子,箱子在水平地面上前进 <m></m> ,求重力对箱子做的功。如果按 <m></m> 计算,则运算结果是错误的,因为这个 <m></m> 不是在重力方向上移动的距离,实际上重力没有做功
同体性 <m></m> 和 <m></m> 必须对应同一个物体
同时性 <m></m> 中的力 <m></m> 在使物体沿着力 <m></m> 的方向移动距离 <m></m> 的过程中,应始终作用在物体上,该力撤去后物体移动的距离不能计算在内
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4.应用 <m></m> 计算功时的注意事项
分过程计算 应用 <m></m> 计算时,力的大小和方向应是不变的,若力的大小和方向是变化的,应分过程计算
单位统一 利用公式进行计算时,必须全部使用国际单位制中的单位, <m></m> 使用 <m>,</m> <m></m> 使用 <m></m> , <m></m> 使用 <m></m>
相关因素 力对物体做功的多少,只与作用在物体上的力 <m></m> ,以及物体在力 <m></m> 的方向上移动的距离 <m></m> 有关,与物体的质量 <m></m> 、速度 <m></m> 、运动状态(加速、减速或匀速)等因素无关
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5.做功的实质
实质 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。因此,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,也是焦耳
举例说明 举起重物时做功100焦,人体就有100焦的能量转化成了物体的势能;拖动物体做功500焦,人体就有500焦的能量转化成了物体的动能和由于各种摩擦而产生的内能
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辨析比较
功与能的区别与联系
区别 功是一个过程量,能是一个状态量 功是描述力对物体作用过程中取得的成效