第3节能量转化的量度（第一课时）.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一课时 做功的含义及功的计算,举重运动员举起杠铃时，能量形式是如何转化的,？,运动员体内的化学能,杠铃的势能,起重机提升重物时,能量又是如何转化的？,电 能,重物的动能和势能,在上述例子中，有多少能量转化了？,为了度量能量转化的多少，我们引入新的物理量,功（,W,）,一、做功的含义,当运动员举着杠铃不动时，运动员对杠铃做功吗？,尽管用很大的力，但此时运动员并没有对杠铃做功。,做功需要什么条件？,1.下列图示是物体在力的作用下做功的实例。,想一想，在这两个实例中有什么共同特点？,叉车把货物从地面抬升到一定高度,人推小车在水平路面上通过一段路程,F,S,F,S,共同的特 点：,货物和小车都受到了力的作用,都在力的方向上运动了一段距离。,2,.下列图示是,物体在力的作用下没有做功的,实例。想一想，有什么共同特点？,人用力搬石头，,石头没有搬动,人提书包在水平路面上,匀速通过一段距离,F,F,S,都,没有,在力的方向上运动了一段距离。,共同的特 点：,石头和书包都,受到了力的作用,在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个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。,1,、,功,2,、,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。,F,S,做功跟我们日常所说的“做工”或“工作”一样吗？,不一样。,“,做工,”,更多是指从事体力劳动。,体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。,如建筑工人搬运重物在水平路面行走，是在,“,做工,”,，但没有做功。,“,工作,”,可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，脑力劳动没有做功。,塔式起重机下挂着重物，在重物静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？,重物静止不动,时，钢索的拉力对重物,不做功,。,匀速向上运动时，钢索的拉力对重物,做功,。,沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物,不做功,。,3,、,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。,F,S,那么,功的大小,和做功两个,必要因素有何关系,呢,？,叉车抬起的货物越重，作用,的,力越大,，它做的,功就越多,；,叉车把货物从地面上抬升的,高度越高,，它做的,功也越多,。,1,牛,米（,N,m,）,二、功的计算,1,、,功的定义,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。,2,、,定义公式,W=F,S,3,、,功的单位,力的单位是：,N,（牛）,m,（米）,J,（焦,耳,）,功的单位是：,距离的单位是：,1,焦,耳（,J,）,=,功,=,距离,力,焦 耳,焦耳（18181889）是英国著名的实验物理学家。他从小就对实验着迷，在家里做起了各种实验，后来成为一名业余科学家。,1840 年，焦耳通过对电流的热效应的研究，得出了著名的焦耳定律。焦耳定律给出了电能向热能转化的定量关系（我们将在本章第6节中学习该定律）。,焦 耳（James,Prescott Joule）,焦耳特别热衷于热功当量的实验测量。1847 年，他完成了热功当量测量的经典实验：先是测量一桶水的温度，然后把铜制的翼轮放入水中，用下落的砝码带动翼轮转动来搅动水，使水的温度升高。焦耳测量了翼轮所做的功和水温的升高，从而计算出多少机械能产生多少热，这个值被称为“热功当量”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。,1,焦耳有多大呢？,把,2,只鸡蛋举高,1,米，做的功大约是1 焦。,4,、,功的,计算,先审题，后公式，再计算,.,物体受到几个力的作用？,.,哪个力做了功？哪个力没有做功？,.,物体朝哪个方向移动？移动距离多少？,.,根据功的定义公式计算。先公式后代入。,.,注意各个物理量的单位。,【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：,匀速提升物体所用的向上的力：,F,1,=,G,=,100 牛,物体在力的方向上通过的距离：,S,1,=,1米,所以，力 F,1,所做的功为：,W,1,=,=,F,1,S,1,100 牛,1米,=,100 焦,拖动的水平拉力：,F,2,=,3,0 牛,距离：,S,2,=,10,米,W,2,=,=,F,2,S,2,3,0 牛,1,0,米,=,3,00 焦,答：举高物体做功100 焦；拖动物体做功300 焦。,先审题。已知什么？求什么？,在平地上，用,50N,的水平推力推动重,100N,的箱子，,前进了,10,米，推箱子的小朋友做了多少功？如果,把这个箱子匀速举高,1.5m,，他做了多少功？,10m,50N,100N,先审题。,1.5m,已知：,F=50N,，,s=10m,，,G=100N,，,h=1.5m,求：,W,1,和,W,2,解：,W,1,=Fs=50N,10m=500J,答：他推箱子做功,500J,，举箱子做功,150J,。,=Gh=100N,1.5m=150J,W,2,=F,2,s,2,举重运动员将1,5,0千克的杠铃举高1.8米，运动员对杠铃至少做多少功？（g取10牛/千克）,答：运动员对杠铃至少做了,2700,焦的功。,解：,F=G=mg=150,千克,10,牛,/,千克,=1500,牛,W=Fs=1500,牛,1.8,米,=2700,焦,此时杠铃的势能增加多少焦？,杠铃的势能增加,2700,焦。,结合举重等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。,举重运动员,具有能量才能对杠铃做功，做功时消耗的能量转化为杠铃的重力势能,。,做功的过程实质就是能量转化的过程,。力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。,5,、,功的,实质,物体具有,做功,的本领，是因为它,具有能,。,做功的实质是能量转化的过程,，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。,因此，可以用,功来量度能量转化,的多少。,能量的单位和功一样，也是焦耳。,我们可以把能比作一个人的能力，功比作一个人对社会的贡献，一个人要为社会作贡献（功），必须具有一定的能力。有能才能做功。,一个人能力（能）高，不一定为社会做的贡献（功）大。人生价值在于奉献，有多大能力（能），就要尽力为社会多做贡献（功）。,小结：,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,W=F,S,功,=,距离,力,2,、,功的单位,J,（焦,耳,1,焦耳,=1,牛,米,2,、在图的四种情境中，人对物体做功的是（）,A提着水桶在水平地面上匀速前进 B扛着米袋慢慢爬上楼梯,C用力推汽车，汽车没动,D举着杠铃原地不动,B,1,、对物体做功的两个必要因素是：,、,。,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,3、小刚把重为1000牛的箱子沿着水平地面拖动,1米，小刚对箱子做的功为-,（）,（,A,）,1000焦耳,（,B,）,100焦耳,（,C,）,0焦耳,（,D,）,无法确定,D,4、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,5,、运动员用,50,牛的力把重为,6,牛的足球踢出去,20,米，运动员对球做的功为,-,（）,A,、,1000,焦,B,、,880,焦,C,、,1120,焦,D,、缺少条件，无法计算,D,再见,