3.3能量转化的量度——2023-2024学年浙教版九年级上册科学

第3章 能量的转化与守恒 第3节 能量转化的量度 第1课时 能量如何转化？ 举重 化学能→势能 运动员的化学能→杠铃的势能 2 马拉车 能量如何转化？ 化学能 →动能和热能 3 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？ 4 1. 下列图示是物体在力的作用下做功的实例。 想一想，在这两个实例中有什么共同特点？ 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 F S F S 共同的特 点： 货物和小车都受到了力的作用 都在力的方向上运动了一段距离。 2. 下列图示是物体在力的作用下没有做功的 实例。想一想，有什么共同特点？ 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 F F S 都没有在力的方向上运动了一段距离。 共同的特 点： 石头和书包都受到了力的作用 一、功 物体在力的作用下，沿力的方向通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 手对书 静止 推车未动 人对车 手对车 做功 不做功 不做功 8 手对书 静止 推车未动 人对车 手对车 判断下列情形人对物是否做功？ 做功 不做功 不做功 9 这两个因素是严格的，缺一不可 ！ 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的距离。 10 拉而不动 搬运工在平地上行走，他对货物向上的支持力对货物做功吗？ 11 三、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。 F S 那么功的大小和做功两个必要因素有何关系呢？ 叉车抬起的货物越重，作用 的力越大，它做的功就越多； 叉车把货物从地面上抬升的 高度越高，它做的功也越多。 1、功等于力和物体在力的方向上通过的距离 的乘积。 （注意s是指在 F的方向上移动的距离） 3、功的单位：焦耳 （焦） 1焦耳=1牛顿·米 （意义：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。） 2、功的公式： 四、功的计算 功=力×距离 W=F·s 14 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 15 例1：用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动5米，需要做多少功？ 解：∵F=100牛、s=5米 ∴W=Fs=100牛×5米=500焦 若该物体重为500牛，则这个过程中，重力做多少功？ 因为重力方向没有通过距离（S⊥G），所以重力做功为0。 16 例2：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50牛的力沿水平地面拖动10米，需要做多少功？ 解：∵匀速提升 ∴F1=G=100牛 又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦 ∵F2=50牛 s2=10米 ∴ W2=F2s2=50牛×10米=500焦 答：….. 注意：提升物体所做的功常直接用W=Gh计算 17 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？ 18 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？ 19 不是。马对车做功消耗的能量转化为马和车的动能以及各种摩擦产生的热能。匀速行驶过程中，消耗的能量转化为各种摩擦产生的热能。 20 五、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、功用来量度能量转化的多少 21 功 做功的两个必要因素 计算公式：W=Fs 单位：焦耳（J），简称“焦”, 1 J＝1 N·m 做功的实质：能量的转化 课堂小结 （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． （×） （√） （×） （×） 1. 判断题 23 3、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 B