内容正文:
第3节
能量转化的量度
浙教版 九年级上册第三章
浙教版 九年级上册第三章:能量的转化与守恒
1.科学上规定,一个物体在力的作用下,沿着 移动了一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称功。可见,做功的两个必要因素:一个是 ;二是 。
2.科学上定义:功等于作用在物体上的力(F)跟物体在力的方向上通过的距离的乘积(S)。功的公式是
W= 。
3.功的单位:在国际单位制中,功的单位是 (简称“ ”),符号是 ;1焦= 牛·米。
力的方向
作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
Fs
焦耳
焦
J
1
考点一、机械功
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4.做功的实质:能量转化的过程,通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。所以,物体做了多少功,就有多少 发生了转化。能与功的单位一样,都是 。
能量
焦耳
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5、力没有做功的三种情况:
①物体受到力的作用,但没有移动距离;
②物体不受外力,由于惯性做匀速直线运动;
③物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。
注意:物体做功的多少与物体是否做匀速直线运动、速度多大、接触面是否粗糙均无关。
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. .
A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功
B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功
C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功
D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功
例1.据如图所示的几个情景,下列说法正确的是( )
A
B
例2.用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),F所做的功分别为W1和W2,则( )
A.W1= W2 B.W1=W2 C.W1=2W2 D.W1=4W2
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1.定义:单位时间内所做的功叫做功率。
2.功率的物理意义:用来描述物体 的快慢,也可反映能量转化的快慢。
3.计算公式:P= 。
4.推导式:当物体在力F的作用下,以速度v 做匀速运动时,由W=Fs可得,P=Fv。
5.单位:在国际单位制中,功率的单位是 ,符号为 。1瓦特=1焦/秒。功率还有更大的单位:千瓦(kW)。1 kW=1000 W。
做功
瓦特
W
考点二、功率
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深化理解
(1)由定义可知,功率与时间和功两个因素有关:功率越大,表示做功越快,不能表示做功多;物体做功多,功率不一定大,需要考虑时间的因素。
(2)由P=Fv,可以解释为“功率一定时,相同的机械,其牵引力和速度大小的关系”,如汽车为了爬坡,要换成低挡、低速,从而获得较大的动力(牵引力)。
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例3 如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是 ( )
A. 两次木块运动的速度相同 B. 木块第1次受到的摩擦力较大
C. 两次拉力对木块做的功一样多 D. 两次拉力对木块做功的功率一样大
变式训练、如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多
B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段与cd段的功率一样大
D
D
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例4 跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约3焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦
D
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例5 、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v,已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间变化的图像如图所示,则( )
A.t1至t2时间内,汽车做加速运动
B.F0=2f
C.t2时刻之后,汽车将保持功率P0行驶
D.v= v0
D
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例6 、步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5 m,他正常步行1 min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。求:(已知小东的腿长是65 cm,质量是50 kg,g取10 N/kg)
(1)小东正常步行的速度是多少?(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少?(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少?
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对比(a)(b)可知:
相同时间里:
甲做了更多的功,
所以甲做功比乙快。
对比(a)(c)可知:
做相同的功:
甲所用的时间少,
所以甲做功比乙快。
方法:
相同时间比较做功的多少?
做功相同比较所用时间的多少?
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考点二、——功率(P)
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1.物理意义
2.定义
3.定义公式
物体在单位时间内完成的功
W
t
P
=
表示物体做功的快慢
4.功率的单位
功率的单位是:
J(焦)
s(秒)
w(瓦特)
J/s (焦/秒)
功的单位是:
时间的单位是:
1瓦特 = 1焦/秒
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1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦
实际应用中还常用千瓦(kw) 、兆瓦(Mw)作为功率的单位。
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人步行:数十瓦
人快速运动:可达1千瓦
小汽车:50~100千瓦
动车组:7200千瓦
喷气式客机:约11万千瓦
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1、某机器的功率为1000瓦特,这句话的正确含义是---( )
A.机器能做1000焦的功
B.机器每分钟做1000瓦特的功
C.机器每秒钟做1000焦的功
D.机器每做1焦的功,所需时间为1000秒
C
2、王小虎同学一口气从一楼跑到三楼,所用时间为10秒。那么他上楼过程中,克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值-------------------( )
A. 3W B. 30W C. 300W D. 3000W
C
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4 : 5 .
32 : 35.
4.甲乙两个同学体重之比是4:5,都从一楼走到三楼,甲和乙所用时间之比为7:8,那么甲、乙做功之比为 ,功率之比为 。
3、某同学在水平方向用25牛的力,将100牛的物体沿水平推动,结果向前推动了20米。在
推物体的过程中,人对物体所做的功为( )
A、750焦 B、500焦 C、250焦 D、0焦
B
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5、一位攀岩者背着质量为7.5千克的背包,用了2分钟登上一峭壁,此时攀岩者与起始点高度相差10 米。试回答下列问题:
( 1)攀岩者对背包做了多少功?
( 2)如果攀岩者的体重是 60千克,则他克服自身重力做了多少功?
( 3)在这个过程中,攀岩者做功的功率是多大?
W = F × S
解:
= G× h
= mg× h
= 7.5Kg×9.8N/Kg h×10m
= 735J
W = F × S
= G× h
= mg× h
= 60Kg×9.8N/Kg h×10m
= 5880J
(2)
55.125w
(1)
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