初三科学第三章-(7)

能量如何转化？化学能→势能运动员的化学能→杠铃的势能举重运动员将60千克的杠铃举高2米，有多少化学能转化为杠铃的势能？能量如何转化？化学能→机械能(动能)和热能马拉着车行走100米，需消耗多少化学能？FSFS是谁用力？又是谁受力？在力的方向上产生了什么效果？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。如果物体移动的方向与力的方向相反，则称物体克服该力做功。手对书静止推车未动人对车手对车做功不做功不做功讨论:做功跟我们日常所说的“做工”或工作一样吗？它需要哪两个必要的因素？科学上的“做功”与生活中的“做工”、“工作”、“功劳”等是不一样的概念，我们可能经常劳而无“功”。一、功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静止空中竖直向上提水平移动不做功做功不做功S=0S与F同方向S⊥F有力无距离不做功没有力对它做功有力无距离不做功冰柱在光滑的冰面上滑动你领悟了吗？力和物体运动方向垂直时力不做功三种特殊的不做功的例子：1、有F，s=0，试举例说明2、有F，有s，但F、s互相垂直，试举例说明3、无F，由于惯性运动的，有s，试举例说明s在踢球的这一刻做功。球离开脚以后，由于惯性运动了一段距离，但是没有力作用在球上，所以没有力做功。足球运动员用力踢球，足球离开脚后在场地上滚动了50米，足球运动员对足球做功了吗？下列情况中，人的拉力有没有对所带的皮箱做功：（1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起（2）人再一次用力把箱子提起（3）人用力提着皮箱在原地不动（4）人提着箱子在水平路面上走了50米（5）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上（6）人把箱子放在电梯上,电梯从1楼上升到10楼（7）人提着皮箱在电梯中上升√×××××√判断下列各情况中，力对物体是否做功，如果没有做功请说明原因：1．在草地上滚动的足球，支持力对球。2．手提一桶水在水平面上运动一段距离，拉力对桶。3．一只苹果从树上落下过程中，重力对它。4、小球被踢出去后，由于惯性在光滑的水平面上滚动，外力对球。5、悬挂着的电灯，电线拉力对电灯。6、举重运动员举起杠铃过程中，举力对杠铃。7、钢笔在纸面上写字中，纸面的摩擦力对钢笔。下列各物体在竖直向上的拉力作用下匀速上升一段距离，拉力所做的功谁大？二、功的计算1、规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积.2、公式W=FS注意：S---是F方向上的距离3、功的单位：焦耳(J)1焦耳=1牛·米4、1焦耳的意义：作用在物体上的力为1牛顿，物体在力的方向上通过的距离为1米，那么它所做的功为1焦耳.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焦耳例：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。例：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：需要做500焦功注意：提升物体所做的功常直接用W=Gh计算举重运动员将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：运动员对杠铃至少做1200焦功杠铃的势能增加1200焦。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：拉力做6×104焦功.此时是否马车的动能增加6×104焦？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。功和能的关系物体对外界做功时，要消耗其自身的能，所以做功的实质是能量转化的过程。力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。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。物体对外做功，说明物体具有能；物体具有能并不一定对外做功.1、物体要受力的作用2、物体要在力的方向上通过一定的距离1、功的公式：功=力×距离W=F·S2、功的单位：焦耳（焦）1焦耳=1牛顿·米（二）怎样计算功（一）怎样才算做功（做功的两个必要因素）吊车将重为4000牛的货物匀速提升到8米高处，后又沿水平方向移动5米，问吊车对货物总共做多少焦的功？在工农业生产中，人们越来越多地使用机器来代替人力、畜力做功。使做功更快！读图，结合做功知识有什么想法能量转化的量度讨论我们在日常生活中是怎样比较物体运动的快慢的?1、定长度比时间：甲乙2、定时间比长度：甲乙那如果一个人5秒走5米，而另一人8秒走10米又如何比较呢？为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？1、甲同学用20秒钟做2000焦的功，乙同学用15秒钟做2000焦的功，谁做功快？为什么？2、甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用20秒钟做900焦的功，谁做功快？为什么？3、甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，谁做功快？为什么？做功相同，时间不同，时间越少，做功越快时间相同，做功不同，做功越多，做功越快甲每秒做功是5焦，乙每秒做功是8焦，所以乙快压力的作用效果用单位面积上受到的压力来表示运动的快慢用单位时间里通过的距离来表示四、功率--------表示物体做功快慢1、定义：单位时间里完成的功叫做功率其它常用单位：1=1000瓦(KW)千瓦1=106瓦(MW)兆瓦2.3、1瓦特的科学意义：4、如何理解功率这个科学量，请思考以下问题并判断其正误表示1秒钟做功1焦耳1）做功越多，功率也就越大2）做功的时间越短，功率也就越大3）单位的时间内做的功越多，功率也就越大4）功率是表示物体做功多少的科学量5）功率是用来表示做功快慢的科学量，与做功的时间和做功的大小并没有直接的关系常见功率新宝马X5最大输出功率达235kW.韶山型电力机车输出功率为4200kW喷气式飞机：约11万千瓦功率是机器的主要技术指标之一，要根据实际需要选择功率合适的机器。例1：甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，求甲乙两同学的功率解：甲同学的功率乙同学的功率400焦5秒==80瓦例2：起重将质量为750千克的货物，在0.5分钟内匀速吊起6米高，起重机的功率有多大(取g=10牛/千克)？解：G=mg=750千克×10牛/千克=7500牛W=Gh=7500牛×6米=45000焦答：起重机的功率是1.5千瓦表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转化为货物的势能。货物的势能每秒钟增加1.5×103焦。因为功是能量转化的量度，所以做功的快慢也就是能量转化的快慢。你能根据这一观点，叙述例题中起重机的功率为1.5千瓦的意义吗？5、功率也表示了能量转化的快慢举重运动员将600牛的杠铃举高2米，若所用时间只有1秒钟，则运动员爆发的功率是有多大？解：W=Gh=600牛×2米=1200焦答：运动员爆发的功率是有1.2kw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W=Fs=600牛×100米=6×104焦6、推导式：注意：F与v同方向3、国际单位：瓦特（瓦、W），1、单位时间里完成的功，叫功率。功率表示。2、公式（定义式）：1瓦的含义：1秒钟内所做的功是1焦。1瓦=1焦/秒做功的快慢功时间功率=P=Wt练习：牛以0.3米/秒匀速耕地时，牵引力为400牛；拖拉机以1米/秒匀速耕地时，牵引力为2000牛，计算两种方法耕地的功率。判断正误1.机器的功率越大，做的功越多。（）2.机器的功率越小，做功越慢。（）3.抽水机的功率越大，抽的水越多。（）√××比比谁的功率大李明和马龙想比一比谁上楼的功率大。需要测量哪些科学量？需要用到哪些测量仪器？应该怎样测量？1、关于功率，以下说法正确的是（）A.做功越多，功率就越大B.做相同的功，所用时间多，功率就一定大C.机械做功快，它的功率就一定大D.功率越大，做的功就越多注意：功率和功是两个不同的概念，做功多的机械不一定功率大，反之做功少的机械功率不一定小，还要看另一因素——时间。C2、祖孙二人登楼比赛。爷爷重900牛，孙子重300牛，楼高10米。（1）若两人均用半分钟登上楼顶，则他们做功谁多，功率谁大？（2）爷爷体重年老，孙子体轻年少，爷爷用的时间是孙子的3倍，则他们所做功的比值为W爷：W孙=，功率之比为P爷：P孙=。3：11：1要测定人上楼的功率：需要测哪些量？各用什么仪器？原理是什么？3．一举重运动员将1500牛的杠铃在3秒钟内举高2米，然后在空中停留3秒钟，则他总过程做的功为，前3秒功率为，后3秒功率为。4．甲、乙两人各把200块砖从一楼搬到四楼，甲需的时间是乙的2/3，则甲、乙两人对砖的做功之比W甲：W乙=，功率之比P甲：P乙=。5、一颗重为0.2牛的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛中受火药爆炸后产生气体的平均作用力是600牛，枪膛长60厘米，子弹从枪膛射出后飞行1200米，气体对子弹做的功为（）A、0.18焦B、120焦C、360焦D、7.2x105焦3000焦1000瓦01:13:2C6、一辆汽车功率是30千瓦,在水平公路上匀速行驶,若汽车速度为10米/秒,问:(1)汽车在半小时内牵引力做多少功?(2)汽车的牵引力多大?(3)汽车行驶时受到阻力多大?物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。在功率P一定时，力F与速度v成反比。当汽车上坡时，司机采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。计算功率的常用公式：P=Fv8、某风景点的瀑布每分钟有350米3的水从40米高处落下，如果利用这个瀑布对水轮机做功，功率是多少？7．一辆汽车的发动机最大输出功率为100千瓦，它在水平公路上匀速行驶时，受到的阻力为4000牛，求汽车的最大速度是多少千米/小时？如果以54千米/小时的速度行驶时，遇到的阻力为3500牛，这时发动机的输出功率为多大？如果汽车的速度是36千米/小时，汽车的最大牵引力为多少？1、一个质量为50kg的人，在10s内连续向上跳12个台阶，已知每个台阶的高度为0.2m则这个人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）()A.1200WB.10WC.12WD.120W2、如图所示，是用于锻炼身体的体育器材——跑步机。人在跑步机上可以实现快走或跑步动作，达到锻炼身体的目的。下面关于人在跑步过程中的叙述，错误的是()A、人对跑步机做了功B、人对跑步机没有做功C、人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能D、脚底与跑步机间有摩擦作用DB3、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则()A、甲做功较多，功率较大B、甲做功较多，功率较小C、甲做功较多，甲、乙功率相等D、甲、乙做功相等，乙的功率较大4、在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是①用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率大小；②都爬到杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小；③爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较。()A、只有①B、①②C、①③D、①②③AD5、甲、乙两机器功率之比为1：4