資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第3節 能量轉化的量度（第1課時）
考試這樣考
類型一 判斷是否做功
角度1：從多個情景中選擇是否做功
1.如圖所示的情境中,做功的是 (　　)
A.圖甲:人提水桶水平移動 B.圖乙:運動員舉著杠鈴不動
C.圖丙:足球飛向空中后踢球的力 D.圖丁:石頭被撬起的過程中手向下壓撬棍的力
角度2:從一情景中判斷不同力是否做功
2.如圖是臺球比賽中的情景，運動員手推球桿撞擊靜止在水平球臺上的白球，白球運動后再
撞擊黑球．以下說法中正確的是（　A　）
A. 運動員手推動球桿前進時，手對球桿做了功
B. 黑球在水平球臺上滾動時，運動員還在對它做功
C. 白球在水平球臺上滾動時，白球的重力對它做了功
D. 白球在水平球臺上滾動時，白球受到的球臺支持力對它做了功
類型二　功的計算
角度1：利用公式簡單計算
3.小張用40 N的推力將重為100 N的物體沿水平方向勻速推動了10 m,則小張對物體所做的
功是(　　)
A.400 J B.600 J C.1000 J D.1400 J
角度2：利用公式分析，比較功的大小
4.如圖所示用大小相等的拉力F，分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉同一木箱使其在F的
作用下移動的距離sAB＝sCD，對比這兩種情況，下列說法正確的是（　?。?br/>A.AB段F做功較多B.AB段與CD段F做的功一樣多
C.CD段F做功較多 D.無法比較AB段與CD段F做功的多少
類型三 功是能量轉化的量度
5.如圖所示,甲、乙兩個質量不同的小球從相同高度由靜止釋
放，甲球下落過程中經過P、Q兩點,忽略空氣阻力,下列說法正確的是 (　　)
A.著地瞬間,兩球的動能相等
B.甲球在P點和Q點的機械能相等
C.釋放瞬間,兩球的重力勢能相等
D.從釋放到著地,兩球所受重力做的功相等
類型四 學科綜合
7.“祝融號”火星車在火星上留下了屬于中國的第一道印記，如圖甲所示。發射前，火星車
在水平地面上進行測試時，受到的摩擦力為200 N，其速度v與時間t 的關系圖像如圖
乙所示。火星車的質量為240 kg，車輪與地面接觸的總面積約為0.2 m2。求：
（1）火星車在火星上留下了屬于中國的第一道印記，說明力能 。
（2）火星車靜止時，對水平地面的壓強為 帕。
（3）火星車做勻速直線運動時，牽引力做的功為 焦，這些功使火星車動能增加
了 焦。(空氣阻力忽略不計，g取10 N/kg)
類型五 拓展創新
8.現有甲、乙、丙三個質量不同的物體（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過了相等的距離s，如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙，三者大小判斷正確的是（　?。?br/>A.W甲＞W乙＞W丙 B.W甲＜W乙＜W丙 C.W甲＝W乙＝W丙 D.W甲＝W乙＜W丙
能力提升訓練
1.如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度ν沿軌道滾下，經另一側等高點B后到達最高點C。下列關于小球滾動過程的分析正確的是（　　）
A.整個過程只有重力在對小球做功
B.小球在A、B兩點具有的動能相同
C.小球在A、B、C三點的速度大小關系是νA＞νB＞νC
D.小球在A點具有的機械能等于它在C點具有的重力勢能
2.如圖甲所示，完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在10牛的水平拉力F1作用下，A、B一起以0.5米/秒的速度作勻速直線運動，此時木塊B所受的摩擦力為 牛；若將A、B緊靠在一起放在同一水平桌面上，用15牛的水平力F2推A，使它們一起運動了0.6米（如圖乙），則該過程中推力F2做的功為 焦，木塊A和B動能總共增加 焦。
3.如圖（甲）所示，用彈簧測力計測量水平桌面上的鉤碼所受的重力。
彈簧測力計從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數F 與上升的高度h之間的關系如圖（乙）
所示。
（1）鉤碼所受的重力為　 　N。
（2）當h＝4cm 時，彈簧測力計的示數是　 N，
桌面對鉤碼的支持力是　 　N。
（3）從開始提升到h＝16cm，彈簧測力計對鉤碼
所做的功是多少？
參考答案
考試這樣考
1.D 2.A 3.A 4.B 5.B 6.（1）使物體形變 （2）12000 （3）1.2×105 0 7.C
能力提升訓練
1.C
2.0 9 3
3.（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）彈簧測力計對鉤碼所做的功是0.45J
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第3節 能量轉化的量度（第1課時）
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
③用實例說明功和功率的概念與意義。
【教學目標】
1.科學觀念:結合實例識別做功與不做功的情形；會描述做功的兩個必要因素。
2.科學思維:能用兩個必要因素解釋相關現象；識記功的公式、單位,并能熟練應用公式進行簡單的計算。
3.探究實踐:體會做功的過程實質上就是能量轉化或轉移的過程；通過實際情景體驗做功的過程,理解功的計算公式的得出。
4.態度責任:通過學習能體會到做功的過程實質上就是能量轉化的過程,力對物體做多少功就有多少能量發生了轉化。
【教學思路】功是能量轉化的量度,做了多少功,就有多少能發生了轉化。這里的“功”不同于工作的“工”,也與“功勞”的“功”有別。做功的兩個必要因素是作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離,功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 舉重運動員舉起杠鈴時，能量如何轉化？起重機吊起重物時，能量如何轉化？能量轉化多少？ 為了量度能量轉化的多少，描述能量轉化的快慢，我們需要學習功和功率的相關知識。 通過最常見的實列引出課題，生活中有科學。
功的概念 [情景展示] [問題探究] 分析圖中力做功和力不做功的實例,總結一下力學中的做功有哪些共同特點 [思考交流] [歸納提升] 叉車提升的貨物和人所推的小車都受到了力的作用,并且都在力的方向上運動了一段距離。如果物體受到力的作用,且在力的方向上移動了一段距離,我們就說這個力對物體做了功。 [繼續探究] 比較圖中力做功和力不做功的實例,總結做功的必要因素是什么 [思考交流] [歸納提升] 圖中石頭雖然受到人對它向上搬的力的作用,但并沒有在這個力的方向上通過一段距離,因此這個力沒有做功;箱子受到人的提力的方向是豎直向上的,而箱子是在水平方向通過一段距離,在提力方向上沒有通過距離,因此提力也沒有做功?？茖W上,做功必須包含兩個必要因素: 一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上通過一段距離。物體受力,但沒有在力的方向上通過距離,屬“勞而無功”;物體運動了一段距離,但在運動方向上沒有受到力的作用,屬于“不勞而無功”;物體既受力,又通過了一定距離,但二者方向互相垂直,屬于“垂直無功”。
功的計算 [情景展示] [問題探究] 怎樣計算做功的多少 [思考交流] [歸納提升] 科學上規定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。應用功的計算公式時應注意:①分清是哪個力對物體做了功,計算功時F就是這個力;②距離s是否是沿力F的方向上通過的距離;③力F在使物體沿著它的方向移動距離s的過程中,其大小和方向不變。 注意解題的規范：公式，代入，結果。
功和能的關系 [情景展示] [問題探究] 結合舉重和人推車等事例，談談能量的轉化與做功的關系。 [思考交流] [歸納提升] 做功的過程實質上就是能量轉化的過程，力對物體做多少功，就有多少能量發生了轉化。力對物體做多少功，就有多少能量發生了轉化。能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳。
課堂小結
板書
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第3節 能量轉化的量度
（第1課時）
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
③用實例說明功和功率的概念與意義。
結合實例識別做功與不做功的情形，描述做功的兩個必要因素；能熟練應用公式進行簡單的計算；
體會做功的過程實質上就是能量轉化或轉移的過程。
創設情境
舉重運動員舉起杠鈴時：
運動員舉起杠鈴
運動員的化學能→杠鈴的勢能
電能→重物的動能和勢能
起重機提升重物時：
起重機提升重物
為了量度能量轉化的多少，描述能量轉化的快慢，我們需要學習功和功率的相關知識。
有多少化學能轉化為杠鈴的勢能？
有多少電能轉化重物的動能和勢能？
探究實踐
讀圖
1. 圖3-25 和圖3-26 是物體在力的作用下做功的實例。想一想，在這兩個實例中有什么共同特點？
圖3-25 叉車把貨物從地面
抬升到一定高度
圖3-26 人推小車在水平路面上
通過一段路程
共同的特點：
貨物和小車都受到了力的作用，
都在力的方向上運動了一段距離。
探究實踐
讀圖
2. 圖3-27 和圖3-28 是物體在力的作用下沒有做功的實例。想一想，在這兩個實例中有什么共同特點？
圖3-27 人用力搬石頭，
石頭沒有搬動
圖3-28 人提書包在水平路面上
勻速通過一段距離
都沒有在力的方向上運動了一段距離。
共同的特點：
石頭和書包都受到了力的作用,
探究實踐
怎樣理解做功的含義？
在科學上，如果物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過了一段距離，我們就說這個力對物體做了功。
貨物受到叉車對它向上力的作用，且在這個力的方向上通過一段距離，因此這個力做功。
小車受到人的水平的推力，且水平推力方向上通過一段距離，因此推力做功。

F
s

F
s
探究實踐
在科學上，如果物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過了一段距離，我們就說這個力對物體做了功。
石頭受到人對它向上力的作用，但沒有在這個力的方向上通過一段距離，因此這個力沒有做功。
書包受到人的提力的方向是豎直向上的，在提力方向上沒有通過一段距離，因此提力也沒有做功。
F

s=0
S
F

探究實踐
科學上，做功必須包含兩個必要因素：
一是作用在物體上的力，
二是物體在力的方向上通過一段距離。
這兩個因素必須同時滿足，缺一不可 ！
①舉重運動員
舉著杠鈴不動
②工人將貨箱從地面搬到桌上
③修理工用力推汽車，汽車沒動
④大力士支撐著大輪胎靜止不動
做功
不做功
不做功
不做功
探究實踐
（1）有力無距離
（2）無力有距離
不做功的三種情況：
（3）有力有距離，但距離與力方向垂直。
水平行走
s＝0
F≠0
（勞而無功）
s ≠ 0
F = 0
（不勞無功）
F≠ 0
s≠ 0
（垂直無功）
探究實踐
思考與討論
1．做功跟我們日常所說的“做工”或“ 工作”一樣嗎？
做功要滿足兩個必要條件。
不一樣。
2．塔式起重機下掛著重物（如圖3-29） ，在重物靜止不動、勻速向上運動、沿水平方向勻速移動三種情形中，鋼索的拉力是否都對重物做了功？
重物靜止不動： ；
勻速向上運動： ；
沿水平方向勻速移動： 。
不做功
做功
不做功
塔式起重機
探究實踐
我們每天上下學都要爬樓梯，從一樓到二樓與一樓到三樓相比較，體重大的與體重小的同學爬相同樓層比較，有什么不同的感受？
爬的樓層越高，體重越大，
消耗的化學能越多，轉化為機械能越多，
能量轉化越多，
做功越多。
功是有大小的，做功多少和做功兩個必要因素有何關系呢？
科學上規定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。
探究實踐
2.功的單位：
1焦耳=1牛頓 米
表示1牛的力使物體在力的方向上，通過1米的距離時所做的功為1焦。
1.功的公式：
功=力×距離
W=F·s
①F與s滿足同向性；
②F與s滿足同物性；
③F與s滿足同時性。
把一只雞蛋舉高2米所做的功大約為 1焦耳
把一本<科學>書從地面撿起放回桌面所做的功大約為 2焦耳
功的計算
單位符號為 J。
焦耳（簡稱焦）
探究實踐
［例題］ 如圖 3-30 所示，有一物 F1體重100 牛，把該物體從地面勻速舉到高為1 米的桌面上，做了多少功？如果將這個物體用30 牛的力沿水平地面勻速拖動10 米，做了多少功？
解：∵勻速提升 ∴F1=G=100牛
又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100?！?米=100焦
∵F2=30牛 s2=10米
∴ W2=F2s2=30牛×10米=300焦
答：舉高物體做功 100 焦；拖動物體做功 300 焦。
解題思路：
判斷是否做功；
過程規范：
公式→代入→結果；
帶單位代入。
單位統一：W－J,F－N,s－m。
探究實踐
結合舉重和人推車等事例，談談能量的轉化與做功的關系。
舉重：
人推車：
做功時消耗的能量=對杠鈴做功=杠鈴增加勢能；
做功時消耗的能量=車的動能+由于摩擦而產生的熱能。
做功的過程實質上就是能量轉化的過程.
功是能量轉化的量度。
能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳。
力對物體做多少功，就有多少能量發生了轉化。
思考與討論
探究實踐
【練習】舉重運動員將60千克的杠鈴舉高2米，運動員對杠鈴至少做多少功？(g取10牛/千克)
解： G=mg=60千克×10牛/千克=600牛
W=Fs=Gh=600?！?米=1200焦
杠鈴的勢能增加1200焦。
杠鈴的勢能增加多少焦？
杠鈴的勢能是由什么轉化而來的？
由舉重運動員的化學能轉化而來。
做功的過程實質上就是能量轉化的過程，功是能量轉化的量度。
課堂小結
科學上的“功”指什么？
功的單位是什么？
怎樣判斷力對物體做功了？
功如何計算？
功和能的關系是什么？
遷移應用
（1）舉重運動員舉著杠鈴不動，舉力做了功．
（2）人提著一重物沿水平方向勻速移動一段距離，提力對重物做了功．
（3）蘋果從樹上落下，重力對蘋果做了功．
（4）小球在光滑平面上移動一段距離，桌子的支持力對小球做了功．
（×）
（√）
（×）
（×）
1. 判斷題
遷移應用
2.在圖的四種情境中，人對物體做功的是（　 ）
A.提著水桶在水平地面上勻速前進 B.扛著米袋慢慢爬上樓梯
C.用力推汽車，汽車沒動 D.舉著杠鈴原地不動
B
3.某足球運動員在水平方向用25 N的力，將10 N的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滾了30 m才停下來。在球滾動過程中，腳對球所做的功為（ ）
A.750 J B.300 J C.450 J D.0
D
板書設計
第3節 能量轉化的量度（第1課時）
謝謝
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