九年级自然科学能量、功浙江版

用心 爱心 专心 九年级自然科学能量 功九年级自然科学能量 功浙江版浙江版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 能量 功 学习目标 1 理解能量的相互转化是有普遍意义的 2 知道消耗能量 利用能量或获得能量的过程就是能量相互转化和转移的过程 3 识别各种能量形式的转化 4 理解功的概念 知道功的两个必要的因素 理解能的转化跟做功的关系 5 知道功的计算公式 知道功的单位 初步掌握功的计算方法 6 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 重点 难点 能量的相互转化是有普遍意义的 消耗能量 利用能量或获得能量的过程就是能量相 互转化和转移的过程 具体情景中分析各种能量形式的转化 功的概念的内涵和外延 教学过程 分析下列 一 能的转化 1 自然界中各种形式的能量都不是孤立的 不同形式的能量会发生相互转化 能量也会 在不同的物体间相互转移 所谓的消耗能量 利用能量 获得能量的实质是能量相互转化 和转移的过程 能量形式的转化 胶片感光成像 光能 化学能 特技跳伞 势能 动能和内能 激光切割金属 光能 内能 森林火灾 化学能 内能 光能 植物生长需要阳光 光能 化学能 小型水电站工作时 机械能 电能 小结 能量转化是一个普遍的现象 自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相 互转化 例 1 物理变化中的能量转化 将风车水平放在点燃的蜡烛的上方 看到了风车会转动 分析 此现象中化学能 内能 机械能 即石蜡的化学能 空气的内能 风车的机械 能 2 化学变化中的能量转化 氢氧化钠溶于水 温度升高 硝酸铵溶于水 温度降低 这两种物质在溶解过程中 物质的能量形式各发生了怎样的转化 分析 1 化学能 内能 2 内能 化学能 用心 爱心 专心 二 功 1 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 力做功也常说成物体做功 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 2 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 在光滑的水平面上 一钢球由惯性运动了一段距离 s 见下图 请同学们分析一下在这段匀速运动过程中有没有力对钢球做功 提议先对小球的受力 情况进行分析 再逐步确定没有力对小球做功 几种不做功的情况 1 物体没有受到力的作用 但因为惯性通过一段距离 F 0 2 物体受到力的作用 但没有移动距离 s 0 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 力和通过的距离方向垂直 F s 所以力学中的 做功 与日常生活中的 工作 不完全一样 平常我们所说的 工作 是对一切消耗体力和脑力劳动的总称 做功 比 工作 的涵义要狭窄且严格得多 譬如 一个人在水平地面担了一天水 他当然是工作了 但从力学角度来说 他基本上没有对水 做功 分析概念 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 要注意做功与 做工 和 工作 的区别 功必须具备两个要素 力和力的方向上通过的距离 3 功的计算 分析 由图甲可知 用力把一木板提升 1 米做了一定的功 图乙把同样三块木板提升 1 米高 拉力做多少功 把一块木板提升 3 米呢 见图丙 从以上分析可知 在通过相同的距离时 作用在物体上的力越大 做功越大 作用在 物体上的力相等时 物体在力的方向上通过的距离越大 则做功越大 即功的大小跟作用 在物体上的力成正比 还跟物体在力的方向上通过的距离成正比 在力学中规定 1 功的大小 功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 用心 爱心 专心 2 计算公式 功 力 距离 即 W Fs 3 功的单位 焦耳 简称焦 J 1 焦 1 牛 米 体会 1 焦的大小 把 2 个鸡蛋举高 1 米 做的功大约是 1 焦 介绍人物焦耳 4 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 分析 现象 1 建筑工地上需要将 1000 块砖送到 15 米高的楼上 方法如下 人用筐将砖运送到楼上 人用滑轮将砖运送到楼上 使用起重机将 砖运送到楼上 提问 以上三种方法所做功的情况有什么不同 待学生思考不必要求立即回答 现象 2 一个人用通常的步伐走上三楼 或快速地跑到三楼上 提问 两种方法所做的功的情况有何不同 要求同上题 先认真去思考 不必急于作 答 现象 3 展示两张图片 三 功率 1 引入 反映该物体做功的快慢的科学量 功率也表示了能量转化的快慢 2 定义 单位时间里完成的功叫功率 3 计算公式 1 定义式 功率 功 时间P W t 2 推导式 注意 F 与 v 同方向 p W t Fs t Fv 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 机采取换挡的办法 减小速度 以获得较大的牵引力 4 单位 瓦特 W 或焦 秒 J s 或牛 米 秒 N m s 说明科学量的单位可以通过推导的公式来获得 1 瓦特 1 焦耳 秒 1 千瓦 1000 瓦 1 兆瓦 106瓦特 介绍 功率是机器的主要技术性能之一功率是机器的主要技术性能之一 选购机器考虑它的功率时要从实际出发 典型例题典型例题 例 1 1 某同学提着一桶水走上二楼 这位同学对水桶做不做功 2 这位同学提着一桶水在二楼沿水平走廊走了 50 米 在这一段路程上这位同学对 水桶做不做功 3 李明同学在上学的路上 看到一汽车翻倒在路中央 他和师傅一起用尽全力推车 结果车子纹丝不动 李明对这个汽车做了功吗 用心 爱心 专心 4 小王用力踢足球 足球离脚后在草地上滚动了很长的距离 在这段距离上 小王 对足球做了功吗 分析做功与否 就是看有没有满足功的两个必要因素 1 做功 因为有竖直方向的力 和物体在竖直方向上通过的距离 2 没有做功 因为有力没有在力的方向上通过的距离 3 没有做功 没有推动 是因为没有移动距离 4 没有做功 因为是由于惯性在做功 没有力作用在物体上 例 2 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 果将这个物体沿水平方向用 50 牛的力 沿水平地面拖动 10 米 需要做多少功 分析 分析 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 计算时要注意 F 与 S 同物 同时 同向 3 提升物体所做的功常直接用 W Gh 计算 4 功的单位 功的单位是焦耳 简称 焦 答案 答案 100 焦 500 焦 例3 高出水面 30 米处有一个容积是 50 米 3的蓄水池 要用一台离心式水泵抽水给蓄水 池 1 小时能把水池充满即可 这台水泵的功率至少是多少千瓦 分析 分析 要求出功率的大小 要先求出功 要求出力等于重力 可以用体积质量和密度 求出 然后求出在力的方向上通过的距离是 30 米 时间是 1 小时 答案 答案 4 0833 千瓦 例 4 一辆汽车在平直公路上匀速行驶 速度为 36 千米 时 牵引力为 6000 牛 求 5 分 钟内汽车牵引力做的功 汽车的功率 分析 分析 根据概念 要求功 找到力和距离 要求功率 可以用 P F v 求出 答案 答案 1 8 107焦 60000 瓦 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 1 关于功的概念 下列说法正确的是 A 只要有力作用在物体上 力就对物体做功 B 物体只要移动了距离就做了功 C 有力作用在物体上 物体又移动了距离 这个力就对物体做了功 D 有力作用在物体上 物体在力的方向上移动了距离 那么该力对物体做了功 2 以下说法正确的是 A 举重运动员举着杠铃不动 举力做了功 B 用力推桌子 但桌子没有动 C 重物竖直下落 重力做了功 D 小球在光滑水平桌面上移动了一段距离 支持力做了功 3 奥运会举重冠军杨霞在比赛时 第一阶段把 100kg 的杠铃很快地举过头顶 第二阶段 使杠铃在空中稳稳地停留了 3 秒 三名裁判都亮起了白灯 这次举重成功 关于她举重时 对杠铃做功的情况 下列说法中正确的是 A 她在第一阶段没有做功B 她在第二阶段没有做功 C 她在两个阶段内一直都在做功D 她在两个阶段内一直都没有做功 用心 爱心 专心 4 一人挑着重 400 牛的货物沿着长 10 米坡度为 30 度的斜坡匀速由坡底走到坡顶 他做 的功为 A 4000 牛B 2000 牛C 0D 条件不足 无法计算 5 某同学用力将重为 200 牛的物体在水平地面上推动了 10 米 该同学做的功为 A 2000 牛B 0 C 大于 2000 牛D 条件不足 无法计算 6 小明用 100 N 的力猛踢一个静止在水平草地上的重为 6 N 的足球 球离脚后在草地上 前进了 25 m 则人对足球做的功是 A 0JB 150JC 2500JD 条件不足 无法判断 7 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 脚对球所做的功为 A 750 焦B 300 焦C 450 焦D 0 8 某同学把落在地面上的科学课本捡回课桌 他做的功最接近下列哪个值 A 0 2 焦B 2 焦C 20 焦D 200 焦 9 有一段粗细均匀的圆木 重为 G 用绳子绕过其中部 如图 绳子一端固定在圆木上 另一端在大小不变的水平拉力 F 的作用下 拉着圆木沿水平地面匀速滚动一段距离 S 在 此过程中 拉力 F 所做的功是 A FSB F G SC 2FSD 2 F G S 10 下面哪种说法正确 A 做功越多 功率越大 B 做功时间越长 功率就越小 C 在相同时间内 功率越大 做的功越多 D 功率越大 做功越多 11 一台机器功率是 1000 瓦特 它的意思是 A 这台机器每次只能做 1000 焦耳的功 B 这台机器每小时能做 1000 焦耳的功 C 这台机器每秒钟能做 1000 焦耳的功 D 这台机器每秒钟能做 1000 瓦特的功 12 甲物体重 100 牛 乙物体重 50 牛 用 20 牛的水平拉力分别拉甲 乙两物体 使甲 物体在粗糙水平面匀速移动 10 米 使乙物体在光滑水平面加速移动 10 米 则拉力对甲 乙两物体所做的功较多的是 A 甲B 乙C 一样多D 无法判断 13 甲 乙两个集装箱质量相同 用起重机将甲集装箱以 0 5 米 秒的速度提升 10 米 再 将乙集装箱以 1 米 秒的速度提升相同的高度 那么起重机 A 第一次做的功多 功率大B 第二次做的功多 功率大 C 两次做功一样多 功率一样大D 两次做功一样多 第二次功率大 14 质量相同的甲 乙两同学 从一楼跑到五楼 甲用了 3 分钟 乙用了 2 分钟 则两 人所做的功 W甲 W乙及做功的功率 P甲 P乙大小比较 A W甲 W乙 P甲 P乙B W甲 W乙 P甲 P乙 C W甲 W乙 P甲 P乙D W甲 W乙 P甲 P乙 15 小明同学因上课迟到 一口气便从一楼跑到三楼 用时 10 秒 则他上楼过程中克服 用心 爱心 专心 自己重力做功的功率最接近 A 3WB 30WC 300WD 3000W 16 功率相等的两辆汽车 在相等的时间内匀速通过的距离之比为 3 2 则 A 两辆汽车的牵引力之比为 3 2B 两辆汽车的牵引力之比为 2 3 C 两辆汽车做功之比为 3 2D 两辆汽车做功之比为 2 3 17 汽车上坡时 驾驶员通常要换成低挡 以减少汽车行驶速度 这样做的目的是 省油B 增大摩擦C 安全D 增大爬坡的牵引力 18 大吊车起吊货物上升 5 米 是 力对 做了功 一块石头从悬崖边掉下 是 力对 做了功 19 在水平路面上拉质量是 100 千克的车 2 分钟内匀速前进了 10 米 测出水平拉力是 120 牛 则拉力做功 焦 重力做功 焦 20 某人用 30 牛的竖直向上的力把重为 10 牛的物体向上移动了 2 米 该人做功 21 如图所示 三物体在相同的力 F 作用下沿力的方向移动了距离 s 力对物体做功为 W1 W2 W3 则 W1 W2 W3的关系为 22 功率是 10 千瓦的拖拉机 它 1 小时能做 焦耳的功 如果它 1 小时行驶 3600 米 它的发动机的牵引力是 牛 23 一架起重机在 1 分钟之内将重 3 105牛的物体匀速举高 10 米 则起重机做的功是 焦耳 功率是 千瓦 24 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 25 在学校跳绳比赛中 小红同学 1 分钟跳了 120 次 每次跳起的高度为 5 厘米 已知她 的质量是 40kg 那么小红同学跳绳时的平均功率为 跳一次做的功是 26 重 100 牛的物体在水平力 F 的作用下 5 秒内沿水平面匀速前进 4 米 已知物体与水 平面之间的滑动摩擦力为 20 牛 则力 F 对物体所做的功为 功率为 27 子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均推力是 800 牛 子弹的质量为 20 克 枪膛长 55 厘米 射出后子弹在空中飞行了 80 米 则气体对子弹所做的功是多少 28 有一矿井深 100 米 每分钟积水 4 5 立方米 为了不让水留在矿井里 则水泵每分钟 至少要做多少功 29 电动自行车以其轻便 实用 环保的特点受到了消费者的青睐 某型号电动自行车 以车速 18 千米 时在水平路面上匀速行驶时 电动机输出的有用功率为 180 瓦 求 经过