能量转化的量度
9.3.2能量转化的量度
博学精教，成就学生！第二节 能量转化量度姓名： 日期：【教材知识全解】1. 功：1) 物体受到力的作用，并且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。
做功必须具备两个要素：力和在力的方向上通过的距离。
2) 不做功的三种情况：有力没有距离、有距离没有力（物体因惯性而运动）、力跟距离的方向垂直。
3) 功的计算公式：W=FS=Pt4) 国际制单位：焦耳，简称为焦（J ） 5) 功和能的关系：做功的过程实质上是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。
所以，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（J ）。
2. 功率：1) 物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。
2) 定义：单位时间内完成的功叫做功率。
3) 计算公式：P=W/t=FV （注意V 跟F 要对应，方向要相同） 4) 单位：瓦特，简称为瓦（W ）5) 功率是机器主要技术指标之一，要根据实际需要选择功率合适的机器，功率选择不当，会造成机器的浪费或毁坏机器。
例1．某人用50N 的力将重30N 的铅球抛到7m 远处，则人对铅球做功为（ ） A 、350JB 、210JC 、0D 、无法计算例2．在图3-2-1的四种情境中，人对事物体做功的是（ ）例3．一吊车在2s 内将1500N 的货物提高2m 后，在空中停留了3s ，双在5s 内沿水平方向将货物移送了10m ，则10s 内吊车的功率为（ ） A 、300WB 、2000WC 、3000WD 、1500W例4．小刚想粗略地测算自己在单杠上做到引体的向上运动的功率。
如图3-2-2所示，他作尺量握拳时手臂的长度，并测出自己连续拉上去次数和时间填入下表，请在空格处补上相应的数据。
例5．一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的盘山公路匀速行驶，当它从脚行驶到高为0.5km 的山顶时，耗时15min 。
汽车发动机的牵引力为4000N 。
能量转化的量度
投出去后，铅球不再受手的推力了
B
C
A
做多少功如何计算？ 功的计算公式：Ｗ＝Ｆ·Ｓ
∵F=G=2.5N
S=3m ∴W=FS
=2.5N×3m=7.5J
3 米
向左匀速移动了5m
F
F=20N
人对物体做功是： W=F·S=20N×5m
=100J
G=100N
人要克服课本的重力做功
需要克服的重力： G=mg=0.4Kg×10N/Kg =4N
学习目标
• 学会从物体受力和运动情况的两个角度分
析判断这个力是否对物体做了功。
• 知道功的计算公式及功的单位 • 学会应用功的计算公式进行简单的计算 • 认识做功的实质，功是能量转化的量度
需要解决的问题
• 做功需要哪两个必要的因素？ • 做多少功如何计算？ • 做功的过程与能量转化有怎样的关系？
做功的两个必要因素
• ①力作用在物体上 • ②物体在这个力的方向上移动了距离
（1） 悬挂着的电灯,电线拉力对电灯 。
电灯没有在力的方向上移动距离
没有做功
（2）沿水平方向用力推静止在水平 地面上的桌子，但没有推动，此时 他对桌子
没有做功
没有在推力的方向上移 动距离
（3）在水平地面上滚动的足球,重力对球 。 没有做功
在竖直方向上没有移动距离
水平方向上通 过的距离
（4）手提一桶水
拉力F
水桶移动的距离
（5）举重运动员举起杠铃过程中,举力 对杠铃 。 做功了
举力
通
举力
过
的
距
离
（6）跳伞运动员从空中竖直下落的过 程中,重力对他 。做功了
下
落
G
的
3.3能量转化的量度(第1课时)
焦耳是英国物理学家。 1818年12月24日生于索 尔福，焦耳从小体弱不 能上学。他很喜欢电学 和磁学，对实验特别感 兴趣。焦耳可以说是一 位靠自学成才的杰出的 科学家。焦耳最早的工 作是电学和磁学方面的 研究，后转向对功热转 化的实验研究。1866年 由于他在热学、电学和 热力学方面的贡献，被 授予英国皇家学会柯普 莱金质奖章。
②做功的实质：就是能量转化的过程
③功可用来量度能量转化的多少
例 3：
起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m 后又沿水平方向匀速移动了 2m，在这一过程 中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦？ 起重机向上提重物时对重物做了功．而又 水平移动2m时没有对重物做功，因为重物 没有在拉力的方向上移动距离．
例 2：
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)
从做功的多少可以看出能量变化的程度 解： G=mg=60千克×10牛/千克=600牛
功是能量转化的量度 W=Gh=600牛×2米=1200焦
杠铃的势能增加1200焦。
5.功与能的关系：
①能：
物体具有做功的本领，就说物体具有能(单位：焦耳)
判断题
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． （×）
4、某足球运动员在水平方向用25牛的力，将 10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上 滚了30米才停下来。在球滚动过程中，脚对球
第3节 能量转化的量度
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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。
(力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。)
(3)用功来量度能量转化的多少。 (4)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。
焦耳从1843 年开始测量热功当量，直到1878 年最后一 次发表实验结果，先后做实验不下四百余次，并且采用 了原理不同的各种方法，测量了他能想到的各种过程所 产生的热——包括机械的、电的、磁的，获得了大量的 实验数据。他以极其精确的数据，为热和功的相当性提 供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意，将功和能 量的单位叫做焦耳。
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一、 做功的含义 1、 做功的两个必要因素
一是作用在物体上的力， 二是物体在力的方向上通过一段距离。
2、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。
二、 功的计算
1、 定义公式 功 = 力 × 距离 W = F × S
所以，力 F1 所做的功为：
W1 = F1 S1 = 100 牛 × 1米 = 100 焦
拖动的水平拉力：F2 = 30 牛 距离：S2 = 10米
W2 = F2 S2 = 30 牛 × 10米 = 300 焦
答：举高物体做功100 焦；拖动物体做功300 焦。
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答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。
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能量转化的量度(功率)
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功率与工作效率之间存在直接关系，功率越大， 工作效率通常越高。
在一定时间内完成相同的工作量，功率大的系统 或设备所需的时间更短，因此效率更高。
功率与速度的关系
01
功率与速度之间存在一定的关系，通常表现为正比关
系。
02
在物理学中，功率与速度的关系可以通过力学、热力
学、电磁学等领域的相关公式和定理来描述。
功率的单位换算
常用功率单位还有千瓦（kW）、马力（hp）、毫瓦（mW） 等，其中1千瓦=1000瓦特，1马力=745.7瓦特，1毫瓦 =0.001瓦特。
不同单位之间的换算可以通过相应的换算系数进行，例如： 1千瓦时（kWh）=1千瓦×1小时=1000瓦特×3600秒 =3.6×10^6焦耳。
03
一般功率在100-300W之间，长时间 观看电视会导致电能大量消耗。
空调Байду номын сангаас
功率较大，一般在1000-2000W之间， 夏季使用频率高，是家庭电费支出的 主要因素之一。
电冰箱
功率在100-300W之间，长时间运行 会导致电能消耗增加。
洗衣机
功率在200-500W之间，频繁使用洗 衣机会增加电能消耗。
电动汽车的功率需求与性能分析
在电力工程中，功率是衡量电力系统稳 定性和经济性的重要指标，也是评估电 机、发动机等电气设备性能的重要参数 。
在汽车工程中，发动机功率是衡量 汽车动力性能的重要指标，也是消 费者购车时关注的重点之一。
功率在能源转换、电力工程、电 机学、热力学等领域具有广泛应 用。
在物理学中，功率与能量转换和 热力学过程密切相关，是研究能 量转换和利用的重要基础。
能量转化的量度 （功率）
《功和能》一、功是能量转化的量度
减少大于小球动能的增加 D．从A→D位置小球重力势能的
减少等于弹簧弹性势能的增加
各种形式的能发生转化是通过外力做功来实现的. 做功的过 程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化.
功是能量转化的量度
二、Байду номын сангаас识梳理
1、重力做的功与重力势能的变化的关系： WG＝EP1－EP2
2、弹力做的功与弹性势能的变化的关系： WF＝EP1－EP2
3、合力做的功与动能的变化的关系（动能
针对练习：
5、（多选）如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小 球，将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速 地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点摆向最低
点B的过程中（AD）
A.小球的重力势能减少 B.小球的重力势能增大 C.小球的机械能不变 D.小球的机械能减少
针对练习：
功能关系
《功是能量转化的量度》
一、功和能有本质区别
功是反映物体间在相互作用过程中能量变化多少的物理量， 是过程量，它和一段位移（一段时间）相对应.
能是反映物体具有做功本领的物理量，是状态量，它和一 个时刻相对应.
功和能两者的单位是相同的（都是J），但不能说“功就 是能”，也不能说“功变成了能”.
二、功能关系
定理）：
W合＝EK2－EK1
4、重力、弹力以外的力做的功与机械能的
能量转化的量度
第二节能量转化的量度（一）【学习目标】：1、通过观察和实验了解功的物理意义，知道功的特点。
2、结合生活、生产中的实例知道机械功的概念。
3、能够进行与功相关的简单计算。
4、知道功可以量度能量转化的多少。
阅读课本P73---P75“功”部分：【课前自学】：1、物体受到的作用，且在这个力的方向上通过了一段，则这个力对物体做功。
做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的；（2）物体在力的方向上通过的。
2、科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式W=FS。
式中F表示作用在物体上的，国际单位制中其单位为；S表示物体在力的方向上通过的，国际单位制中其单位为；W表示力对物体，国际单位制中其单位为。
【知识拓展】1、功是能量转化的量度，做了多少功就有多少能量发生了转化。
做功的实质就是能量转化的过程，功和能量的单位都为焦。
2、功和力是两个不同的物理量，他们既有其独立性，但彼此之间又有联系。
有力才有可能做功，但有力又不一定做功，没有力则根本不可能做功。
因此根据做功的两个必要因素，在研究功时必须明确是什么力做功。
3、如果物体在力的作用下，沿力的方向运动（力与运动的方向一致），就说力对物体做功；如果物体运动的方向与受力的方向相反，就说克服某力做功。
【课中交流、合作探究】请解释：1、看教材P73图3-8、3-9分析(1)举重运动员在举起杠铃时，马拉车时能量分别是如何转化的？（2）从力和运动角度分析，举杠铃和拉马车有什么共同的特点？这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。
杠铃和马车都有受到_______的作用，并且在______的方向上通过一段_________，我们就说这个力对物体做了功。
马对小车做了功。
是因为小车移动的_______是在_______的作用下，沿拉力方向移动的。
同样，因拉力是马施加的，也可以说马对小车做了_______。
（或者说施力物体对受力物体做了功）2、思考（1）举重运动员举起杠铃在头顶上保留3秒钟，成绩才有效。
3.3能量转化的量度浙教版九年级科学上册课件3
注意：F与v同方向
分析：机车发动机的功率一般是一 定的（保持不变），牵引力的大小 和运动速度成反比。减少车辆的速 度就会使车辆的牵引力增大；反之， 增大车辆的速度就会使车辆的牵引 力减小。
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劳动了15分钟后的情景，图 中两位同学谁对砖块做的功多？
做功时间相同，比较做功的多少
为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。 下图为甲乙两位都搬了100块砖的情景，甲用了 30分钟，乙用了45分钟，图中两位同学谁对砖块 做的功多？
做相同的功，比较做功的时间
甲同学每秒钟做 50 焦的功。 乙同学每秒钟做 80 焦的功。
答：乙同学做功快。
用__单__位__时_间__内__所__完__成__的_功__的__多__少_ 来表示做功的快慢。
3.功率的定义：单位时间内完成的功叫做功率。
功率的定义式 P = W
t
功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W） 1瓦特=1焦每秒
比较功和功率：
定义或条件
公力的 方向上通过 一段距离
W=F· S
焦
牛·米 能量转化的 千焦 多少
功 率
单位时间内 完成的功
瓦特 做功的快慢
焦耳/秒
千瓦 能量转化的 快慢
兆瓦
P= Fv 的应用： 想一想：
汽车爬坡、拖拉机耕地功率往往不变， 为了增大牵引力，车辆的运动速度都 很小。而汽车在平直的公路上往往运 动的较快，你能解释吗？
它是为了纪念英国发明家瓦特而命名的。 来表示做功的快慢。 功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W）
4.功率是表示物体做功多少的物理量。（×） 功率的单位:焦每秒 命名为：瓦特,简称瓦（W）
3.3.1能量转化的量度 课件 浙教版科学九年级上册
缺一不可
（一）功 C 例（2022•西湖区校级一模）下列实例中，没有对物体做功的是（ ）
A运动员挺举杠铃的过程
B．起重机提升大石块
C．小宇推木箱推而未动
D．运动员将弓拉弯的过程
（一）功
D 例（2021秋•越城区期末）下列情况中，人对物体做了功的是（ ）
A．人用力推木箱却没有推动 B．手提着水桶在水平地面上匀速行走 C．举重运动员举着杠铃不动 D．人推着车在水平路面上向前匀速运动
解:（1）匀速提升物体所用的向上的力：F1 ＝ G ＝ 100 牛
物体在力的方向上通过的距离：s1 所以力F1 所做的功为：W1 ＝ F1s1
＝ ＝
1米 100 牛×1
米＝
100
焦 F1
（2）拖动物体所用的水平拉力：F2 ＝ 30 牛
F2
物体在力的方向上通过的距离：s2 ＝ 10 米
所以力F2 所做的功为：W2 ＝ F2s2 ＝ 30 牛×10 米＝ 300 焦
可以说成人对小车做功。
（一）功
下图是物体在力的作用下没有做功的实例。
在这两个实例中有什么共同特点？
石头受到人
F 对它向上力的作
用，
s 但没有在这
个力的方向上通
无
过一段距离
F s
书包受到人的提力的 方向是竖直向上的，
而书包是在水平方向 通过一段距离，
在提力方向上没有通 过一段距离
共同特点:有力作用在物体上，但在力的方向上没有移动一段距离。
那么，如何理解做功的含义？
运动员举着杠铃不动
（一）功
下图是物体在力的作用下做功的实例。
在这两个实例中有什么共同特点？
F
s
s
F
上册第三章第2节能量转化的量度
年级初三学科自然科学版本浙江版内容标题第三章第2节能量转化的量度编稿老师霍宇欣【本讲教育信息】一、教学内容能量转化的量度二、考点清单（一）学习目标：1、理解功的概念，知道做功的两个必要因素。
理解能的转化跟做功的关系。
2、知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法。
3、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法。
（二）重难点分析：重点：知道做功的两个必要因素，知道功的计算公式，知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢。
难点：初步掌握功的计算方法，初步掌握功率的计算方法。
三、全面突破【知识点1】功和功的计算：1、功读图并思考：从力和运动的角度分析，举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车这两种情景有什么共同的特点？——杠铃和马车都受到力的作用，并且在力的方向上都发生了移动。
功：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对该物体做了功。
说明：（1）要搞清楚是什么物体用力，什么物体受力，在力的方向上产生了什么效果。
（2）要注意做功与“做工”和“工作”的区别。
（3）做功必须具备两个要素（作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离）讨论：塔式起重机下挂着重物，当重物处于①静止不动、②匀速向上运动、③沿水平方向匀速运动三种不同情况时，钢索的拉力是否都对它做了功？――静止不动和水平方向运动都没对重物做功匀速向上运动对物体做了功强调功所需具备的两个要素。
重点理解在下列三种情况下，力对物体没有做功：（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过了一段距离；如踢出去的足球、射出去的箭、已经出了枪膛的子弹、掷出去的铅球。
（2）物体受到力的作用，但没有移动距离；如人推车，车没动；人举着重物不动。
（3）物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离；如人提着重物在水平运动，人没有对重物做功。
2、功的计算公式：功＝力×距离（功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积）W＝Fs单位：焦（J）或牛·米（N·m）计算时需注意的问题：（1）分清是哪个力对物体做的功，计算功时的F就是这个力（2）公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离，强调对应（3）功的单位：功的单位是焦耳，简称“焦”（4）当物体是克服重力做功时：W＝Fs=Gh=mgh小结：以举重和马拉车为例，说明功和能的关系。
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②功的大小可能与物体在力的方向上通过的距离 有关。
实验器材：15N哑铃一个，30N哑铃两个，阶梯凳
实验提示：功的大小目前我们无法直接测得，但做功的 过程就是能量转化的过程，所以我们可以通 过对哑铃做功，比较它们 势能 增加的多 少来比较功的大小。
能量转化的量度（PPT优秀课件）
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认识功
①人对哑铃没有力的作用 F
无力②人举ຫໍສະໝຸດ 哑铃不动有力无距F
③人举着哑铃在水平地面上匀速前进
有力无距
F
④人向上举起哑铃
有力有距
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不做功 不做功 不做功 做功
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认识功
探究：功的大小与什么因素有关？
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探究：功的大小与什么因素有关？
设计实验：
方法：控制变量法
1、实验一：探究功的大小可能与力的大小有关； 实验操作：用大小 不同 的力分别将质量不同的哑铃提高到 相同 高度； 实验分析：因为两个哑铃提高的高度 相同 ，而大哑铃的质 量是小哑铃的两倍，所以大哑铃增加的势能也 是小哑铃的 2倍 。由此可得人对大哑铃做的 功多，且是对小哑铃所做功的 2倍 。 得出结论：当通过的距离一定时，功的大小与力的大小 。 有关，且成正比
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探究：功的大小与什么因素有关？
设计实验：
方法：控制变量法
2、实验二：探究功的大小可能与物体在力的方向上通过的距
离有关；
实验操作：用大小
的力分别将重量 的哑铃提高到
高度；
实验分析：
。
得出结论：
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。
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能量转化的量度（PPT优秀课件） 能量转化的量度（PPT优秀课件）
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焦耳是英国物理学家。1818年
12月24日生于索尔福。他父亲 是酿酒厂的厂主。焦耳从小体 弱不能上学，在家跟父亲学酿 酒，并利用空闲时间自学化学、 物理。他很喜欢电学和磁学， 对实验特别感兴趣。后来成为 英国曼彻斯特的一位酿酒师和 业余科学家。焦耳可以说是一 位靠自学成才的杰出的科学家。 焦耳最早的工作是电学和磁学 方面的研究，后转向对功热转 化的实验研究。1866年由于他 在热学、电学和热力学方面的 贡献，被授予英国皇家学会柯 普莱金质奖章。
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功和能的关系
1、物体具有做功的本领，是因为它具有能。
2、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。
3、我们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。
能量转化的量度（PPT优秀课件）
功的计算 科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的
距离的乘积。
功的公式：功=力×距离
W=F s
焦耳 牛 米
功的单位：焦耳，简称焦（J） 1焦耳=1牛·米
做1焦耳功的意义：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焦耳。
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功的计算
例题：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30牛 的力沿水平地面拖动10米，需要做多少功？
解：W1 F1s1 Gh 100N 1m 100J
W2 F2s2 30N 10m 300J
答：举高物体做功100焦； 拖动物体做功300焦。
F
④人向上举起哑铃
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不做功 不做功 不做功 做功
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认识功
做功的必要因素：①对物体有力的作用 ②物体在力的方向上运动了一段距离
做功 ： 当物体受到某个力的作用，并且在这个力的方向上
运动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。通常， 也可以说成是物体对物体做了功。
能量转化的量度（PPT优秀课件） 能量转化的量度（PPT优秀课件）
能量转化的量度（PPT优秀课件）
做功：能量转化的过程
能量转化的量度（PPT优秀课件）
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寻找功 思考：对物体做功需满足什么条件？
①人对哑铃没有力的作用 F
②人举着哑铃不动 F
③人举着哑铃在水平地面上匀速前进