1、第四章第四章 能和能源能和能源第一节第一节 能量的相互转化及能量转化的量度能量的相互转化及能量转化的量度第1页，共27页。一、做功的两个必要因素：一、做功的两个必要因素：1、作用在物体上的力、作用在物体上的力-F2、物体在力的方向上通过的距离、物体在力的方向上通过的距离-s三种特殊的不做功的例子：三种特殊的不做功的例子：1、有、有F，s=02、有、有F,有有s,但但F、s互相垂直互相垂直3、无、无F,由于惯性运动的，有由于惯性运动的，有s第2页，共27页。判断下列各情况中，力对物体是否做功，如果没有判断下列各情况中，力对物体是否做功，如果没有做功请说明原因：做功请说明原因：1在草地上滚动的足球
2、，支持力对球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，、小球被踢出去后，由于惯性在光滑的水平面上滚动，外力对球外力对球 。5、悬挂着的电灯，电线拉力对电灯、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、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、钢笔在纸面上写字中，纸面的摩擦力对钢笔 。不做功的三种情况：不做功的三种情况：有
3、有F，s=0 有有F,有有s,但但F、s互相垂直互相垂直 无无F,由于惯性，有由于惯性，有s第3页，共27页。2 2、下列哪种情况做了功、下列哪种情况做了功 （）A A、依靠惯性在光滑水平面上运动的小车。、依靠惯性在光滑水平面上运动的小车。B B、举重运动员举着杠铃静止不动。、举重运动员举着杠铃静止不动。C C、某人提着水桶在水平路面上行走。、某人提着水桶在水平路面上行走。D D、登山运动员登山。、登山运动员登山。3 3、下列情况下人对物体没有做功的是、下列情况下人对物体没有做功的是 （）A A、把一箱苹果搬上楼，、把一箱苹果搬上楼，B B、提着书包乘电梯上楼、提着书包乘电梯上楼C C、推大箱
4、子没有推动，、推大箱子没有推动，D D、人提着水上楼。、人提着水上楼。第4页，共27页。二、功的计算：二、功的计算：功等于功等于力力和和物体在力的方向上通过的物体在力的方向上通过的1 1 距离距离的的乘积乘积功功=力力距离距离1、公式：、公式：W=Fs2、功的单位：、功的单位：牛牛米米焦耳焦耳1焦耳焦耳=1牛牛米米1焦耳的意义：焦耳的意义：1牛的力使物体在力的牛的力使物体在力的 方向上方向上 通过通过1米的距离时所做的功米的距离时所做的功第5页，共27页。1、一个同学用、一个同学用120牛的力，将一个牛的力，将一个4牛重的足球牛重的足球踢到踢到25米远处，对他踢球是做功的情况，下列说米远处，对
5、他踢球是做功的情况，下列说法正确的是法正确的是 （）A、做功、做功3000焦焦 B、做功、做功100焦焦 C、没有做功、没有做功 D、做了功，但条件不足，无法计算、做了功，但条件不足，无法计算2、起重机钢索拉力是、起重机钢索拉力是2104N，将质量是，将质量是1.8103Kg的物体吊高的物体吊高5m。（1）起重机的拉力做了多少功？）起重机的拉力做了多少功？（2）起重机克服重力做了多少功？）起重机克服重力做了多少功？（3）为什么以上两个功不相等）为什么以上两个功不相等?第6页，共27页。4、放在水平地面上重、放在水平地面上重1000牛的箱子，在一个水平推力作牛的箱子，在一个水平推力作用下移动了用
6、下移动了3米，松开手以后，箱子又往前运动了米，松开手以后，箱子又往前运动了1米，米，已知推力已知推力F对箱子一共做了对箱子一共做了60焦耳的功。焦耳的功。求：（求：（1）推力）推力F为多大？为多大？（2）重力和地面支持力对箱子做了多少功？）重力和地面支持力对箱子做了多少功？3、已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙、已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力，分别是甲、乙的水平面上运动，现用相同的水平推力，分别是甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力所作的两个物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力所作的功分别是功分别是W甲甲、W乙乙，则（，则
7、（）A、W甲甲W乙乙 B、W甲甲W乙乙C、W甲甲=W乙乙 D、条件不足，无法确定、条件不足，无法确定第7页，共27页。请你估算：请你估算：匀速从地面捡起一本匀速从地面捡起一本科学复习导引科学复习导引放到桌面所做的功。放到桌面所做的功。第8页，共27页。反思：反思：你能说出做功的两个必要因素吗？你能说出做功的两个必要因素吗？你能分别举出三种不做功的例子吗？你能分别举出三种不做功的例子吗？回顾一上计算某力做功大小的要领有哪些？回顾一上计算某力做功大小的要领有哪些？第9页，共27页。1、定义：单位时间里完成的功，叫功率。、定义：单位时间里完成的功，叫功率。2、物理意义：表示做功快慢的物理量。、物理意
8、义：表示做功快慢的物理量。功率大就表示做功快，功率大就表示做功快，即在做相同的功所用时间少，或是即在做相同的功所用时间少，或是在相同的时间内做功多在相同的时间内做功多.注意：注意：功率和功是两个不同的概念，做功多的机械不一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，还要看另一因素因素时间。时间。3、公式（定义式）：、公式（定义式）：P=W/t4、单位：瓦（、单位：瓦（W），），1瓦瓦=1焦焦/秒，秒，1千瓦千瓦=1000瓦，瓦，1瓦的含义：瓦的含义：1秒钟内所做的功是秒钟内所做的功是1焦。焦。三、功率的概念
9、、物理意义、计算公式、单位换算三、功率的概念、物理意义、计算公式、单位换算第10页，共27页。因为因为W=FS，所以，所以PW tF S tF 物体在拉力物体在拉力F的作用下，以速度的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直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。线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。在功率在功率P一定时，力一定时，力F与速度与速度v成反比。当汽车上坡时，司机成反比。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。采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。四、功率的计算四、功率的计算计算功率的常用公式：计算功率的常用公式：P
10、=Fv第11页，共27页。例例1、关于功率，以下说法正确的是（、关于功率，以下说法正确的是（）A.机械做功多，它的功率就一定大机械做功多，它的功率就一定大B.机械做功快，它的功率就一定大机械做功快，它的功率就一定大C.机械做功时间短，它的功率就一定大机械做功时间短，它的功率就一定大D.做相同的功，所用时间少，功率就一定大做相同的功，所用时间少，功率就一定大1一举重运动员将一举重运动员将1500牛的杠铃在牛的杠铃在3秒钟内举高秒钟内举高2米，然后米，然后在空中停留在空中停留3秒钟，则他总过程做的功为秒钟，则他总过程做的功为 ，前，前3秒功秒功率为率为 ，后，后3秒功率为秒功率为 。2甲、乙两人各
11、把甲、乙两人各把200块砖从一楼搬到四楼，甲需的时间块砖从一楼搬到四楼，甲需的时间是乙的是乙的2/3，则甲、乙两人对砖的做功之比，则甲、乙两人对砖的做功之比W甲甲：W乙乙=，功率之比功率之比P甲甲：P乙乙=。第12页，共27页。例例3：功率为：功率为60KW的汽车用了的汽车用了2分半钟匀速分半钟匀速开上开上3000m长的斜坡，求：汽车的牵引力，若长的斜坡，求：汽车的牵引力，若保持牵引力不变，但匀速行驶的速度变为保持牵引力不变，但匀速行驶的速度变为15m/s，发动机这时的功率为多大？发动机这时的功率为多大？3一辆汽车的发动机最大输出功率为一辆汽车的发动机最大输出功率为100千瓦，千瓦，它在水平公
12、路上匀速行驶时，受到的阻力为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牛，求汽车的最大速度是多少千米/小时？如果以小时？如果以54千米千米/小时的速度行驶时，遇到的阻力为小时的速度行驶时，遇到的阻力为3500牛，牛，这时发动机的输出功率为多大？如果汽车的速度是这时发动机的输出功率为多大？如果汽车的速度是36千米千米/小时，汽车的最大牵引力为多少？小时，汽车的最大牵引力为多少？第13页，共27页。例例4、同一台水泵抽水，在、同一台水泵抽水，在10分钟里能把一个距水面分钟里能把一个距水面20米高，米高，容积是容积是15米米3的水池装满，这台水泵的功率至少是多少千瓦
13、？的水池装满，这台水泵的功率至少是多少千瓦？（g取取10牛牛/千克）千克）4、某风景点的瀑布每分钟有、某风景点的瀑布每分钟有350米米3的水从的水从40米高处米高处落下，如果利用这个瀑布对水轮机做功，功率是多少？落下，如果利用这个瀑布对水轮机做功，功率是多少？第14页，共27页。例例5、如图、如图1所示，在滑轮组的作用下，物体所示，在滑轮组的作用下，物体A沿水平地面以沿水平地面以0.2米米/秒的速度前进了秒的速度前进了2米，已知物体米，已知物体A重为重为300牛，拉力牛，拉力F的功率为的功率为12瓦，不计绳和滑轮重，求拉力瓦，不计绳和滑轮重，求拉力F的大小。的大小。第15页，共27页。机械能和
14、内能机械能和内能 第16页，共27页。一、能量一、能量物体能够做功的本领物体能够做功的本领.一个物体能够做功一个物体能够做功,就说这个物体具有能量就说这个物体具有能量.物体做的功越多物体做的功越多,物体消耗的能量也越多物体消耗的能量也越多.1、动能、动能:物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量.运动物体的速度越大运动物体的速度越大,质量越大质量越大,动能就越大动能就越大.2、重力势能、重力势能:高的物体具有的能量高的物体具有的能量.物体的质量越大物体的质量越大,举得越高举得越高,它具有的重力势它具有的重力势能就越大能就越大 第17页，共27页。3、弹性势能、弹性势能 发生弹性形变的物
15、体具有的能量发生弹性形变的物体具有的能量 物体的弹性形变越大物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能它具有的弹性势能就越大就越大.4、势能、势能:重力势能和弹性势能的统称重力势能和弹性势能的统称.5、机械能、机械能:动能和势能的统称动能和势能的统称能量的单位和功的单位相同能量的单位和功的单位相同,也是焦耳也是焦耳.6、在一定条件下、在一定条件下,动能和势能可以相互转化动能和势能可以相互转化，各种形各种形式的能量可以相互转化式的能量可以相互转化第18页，共27页。小小 球球小小 球球 质质 量量小球碰撞物体小球碰撞物体A A时的速度时的速度物体物体A A被推动的距离被推动的距离 甲甲 球球 2 m2
16、 m v v S S 乙乙 球球 m m 2 v2 v 2 S2 S 第19页，共27页。动能不变，势能不动能不变，势能不变，机械能不变变，机械能不变人受到摩擦阻力，人受到摩擦阻力，机械能转化为内能机械能转化为内能火箭动能增大，重力势能火箭动能增大，重力势能增大，机械能增大增大，机械能增大由于存在空气阻力，由于存在空气阻力，机械能变小机械能变小第20页，共27页。第21页，共27页。A势能不断减少，动能不断增加，势能不断减少，动能不断增加，机械能不变机械能不变B势能不断减少，动能不断增加，势能不断减少，动能不断增加，机械能减少机械能减少C势能不断减少，动能先增加势能不断减少，动能先增加然后保持
17、不变，机械能减少然后保持不变，机械能减少D势能不断减少，动能先增加势能不断减少，动能先增加后减少，机械能不变后减少，机械能不变第22页，共27页。模拟蹦极第23页，共27页。abdC第24页，共27页。二、内能二、内能:1、物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子、物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和势能的总和,也常常叫做热能也常常叫做热能.2、单位、单位；焦耳；焦耳.3、影响物体内能的因素、影响物体内能的因素:(1)物体内部分子的热运动物体内部分子的热运动(与物体的温度对应与物体的温度对应);(2)物体内部分子间的相互作用情况物体内部分子间的相互作用情况(与物体的状态对应与物体
18、的状态对应).当物体的温度或状态发生了改变时当物体的温度或状态发生了改变时,物体的内能就会发物体的内能就会发生变化生变化.4、改变物体内能的两种方法、改变物体内能的两种方法:做功和热传递做功和热传递.这两种方法对改变物体的内能是等效的这两种方法对改变物体的内能是等效的 第25页，共27页。5、热量：在热传递过程中、热量：在热传递过程中,传递的能量的多少传递的能量的多少 (或者说或者说”物体吸收或放出的热的多少物体吸收或放出的热的多少”).6、热传递、热传递 （1）定义）定义 （2）条件）条件 （3）实质）实质7、燃烧值、燃烧值:1千克某种燃料完全燃烧放出的热量千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值叫做这种燃料的燃烧值.燃烧值的单位是焦耳燃烧值的单位是焦耳/千克千克,简称焦简称焦/千克千克.第26页，共27页。第27页，共27页。
