3.3能量转化的量度-2023-2024学年九年级科学上册同步精讲精练（浙教版）

第3章　能量 3．3　能量转化的量度 【知识必备】 考点一 功 1.定义：在科学上，如果物体受到力的作用，并且都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。 2.做功的两个必要因素：(1)作用在物体上的力；(2)物体在这个力的方向上通过一段距离。 拓展：功和能的区别和联系 功和能是两个不同性质的量，功是过程量，它对应的是一段时间和一段过程；能是状态量，它对应的是一个时刻和一个状态。但功和能这两个量又是密切相关的，首先，能是物体做功的本领，如果一个物体具有做功的本领，我们就说它具有能；其次，功是能量转化的量度，即在一个过程中，能量究竟转化了多少，可以用相应的功量度出来。 3.三种不做功的特例 (1)劳而无功(有力无距离)：例如，推而未动、搬而未起。 (2)不劳无功(无力有距离)：例如，物体由于惯性移动了一段距离。 (3)垂直无功(力与距离的方向垂直)：例如，人提包在水平方向上移动一段距离，人对包没有做功。 【例1】如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉走了；小明用力推箱子，但箱子没有移动。下面关于做功的分析，正确的是( ) A.小明用了力，他对箱子做了功 B.小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功 C.小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功 D.小明、小聪都没有对箱子做功 提示：判断一个力是否做了功，必须同时满足做功的两个必要因素，缺一不可，否则就没有做功(注意物体受到的力和物体移动的距离需具备同时性、同向性和同体性)。 考点二 功的计算 1.功的计算 (1)功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。(2)如果用F表示力，s表示沿力的方向通过的距离，W表示功，则功的表达式为W=Fs。 方法：在应用功的公式W=Fs计算时，要注意公式中“F”和“s”的“三同”。(1)同体性：公式中“F”和“s”必须对应于同一个物体。(2)同时性：公式W=Fs中的F是使物体沿着力F的方向移动一段距离s的过程中，始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。(3)同向性：公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力的方向上通过的距离，两者的方向必须相同。 2.功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛·米。为了纪念英国物理学家焦耳，把功的单位专门用“焦耳”表示，简称“焦”，符号是“J”。 【例2】在水平地面上，用20牛的水平拉力拉重为50牛的小车，使小车沿水平方向前进了10米，此过程中拉力所做的功是( ) A.200焦 B.500焦 C.1 000焦 D.0焦 考点三 功率 1.比较做功快慢的两种方法 (1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快; (2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。 2.功率 (1)物理意义：表示做功快慢的物理量。 注意：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少。如功率大做功就多，这句话是不正确的，还要比较时间；反之，做功多功率就大，也不正确，还要比较时间。由此可以看出，功率是由时间和功两个因素决定的，要学会运用控制变量法分析问题。 (2)定义：单位时间里完成的功叫做功率。 (3)公式：P=，其中W表示功，t表示做功所用的时间，P表示功率。 注意：使用P＝时一定要注意功率P、功W、时间t三个物理量的对应关系，功W一定是对应的时间t内完成的，这样计算出来的功率才是时间t内的功率，不同的时间内对应的功率一般来说是不同的。 (4)单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1瓦=1焦/秒。常用单位还有千瓦，1千瓦=1 000瓦。 (5)当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，有W＝Fs，v=，可得P＝==Fv，由该公式知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。 应用：当机动车上坡时，司机常采取换挡的方法，减小速度，以获得较大的牵引力。 【例3】体育课上，小衢和小科进行爬楼梯比赛，从楼底开始爬上9米高的四楼，质量为70千克的小衢用了10秒，质量为60千克的小科用了9秒，小衢说：“我们都从楼底跑到四楼，我的体重比你大，我克服重力做的功比你多”；小科说：“我跑得比你快，我克服重力做功的功率比你大”，请通过分析计算说明他们的说法是否正确(g取10牛/千克)。 点拨：测量人爬楼、爬杆、跳绳、引体向上等的功率时，要克服重力做功，根据可知，测量的关键是要测量人的重力或质量，做功的高度以及做功的时间。特别注意的是高度的测量技巧，例如测量做引体向上的功率时，要测量脚部上升的高度。同时，由于只做一次所用的时间较短，就需要测量连续完成几次功所用的时间，然后进行求解。 【题型必练】 一．选择题（共30小题） 1．下列说法中正确的是（　　） A．若要对物体做功，则一定要对物体施加力 B．物体移动的距离越多，做的功越多 C