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11493500103632003.3 能量轉化的量度
舉重運動員舉起杠鈴時，將體內儲存的化學能轉化為杠鈴的勢能；起重機提升重物時，將電能轉化為重物的動能和勢能。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。
一、功
【活動一】
（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？
在圖3-25和圖3-26中，叉車提升貨物和人推小車雖然是不同的現象，但有共同的特點，即貨物和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。
（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？
在圖3-27中，石頭雖然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。在圖3-28中，書包受到人的提力的方向是豎直向上的，而書包是在水平方向通過一段距離，在提力方向上沒有通過一段距離，因此提力也沒有做功。
1、功：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。
（1）功：能量轉化多少的量度。
（2）做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離，兩者缺一不可。
（3）功的大小等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即：功=力×距離
（4）公式、物理量符號及單位：

2、不做功的三種情況
（1）物體受力，但沒有在力的方向上通過一定距離，此種情況叫作“勞而無功”。
（2）物體移動了一段距離，但在此運動方向上沒有受到力的作用(例如物體因慣性而運動)，此種情況叫作“不勞無功”。
（3）物體既受到力的作用，又通過一定距離，但二者方向互相垂直(例如提水桶沿水平方向移動)，此種情況叫作“垂直無功”。
2、功與能量轉化的關系：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。因此，可以用功來量度能量轉化的多少。
二、功率
1、功率：單位時間內所做的功。功率是描述物體做功快慢的物理量。
2、功率公式：
（1）推導公式：
（2）換算關系：1W＝1J/s；1kW＝103 W； 1MW＝106 W。
【注意】①功率是表示物體做功快慢的物理量，功率越大，做功越快；功越大，做功越多。因此，功率大的做功不一定多；②在進行有關功率的計算時要注意單位的統一。
【例1】下面的情景中，人對物體做了功的是（ D ）
A．小華用力推車，但沒有推動
B．小強舉著杠鈴靜止不動
C．小悅背著書包靜立在原地
D．小翔把一桶水從井中提起
1、如圖，小明沿水平地面推箱子，但箱子沒有移動，此過程（　A　）

A．小明對箱子沒有做功
B．重力對箱子做了功
C．小明對箱子的推力大于地面對箱子的阻力
D. 箱子所受的重力與箱子對地面的壓力是一對平衡力
【例2】關于功的概念，下列說法中正確的是（ C ）
A. 只要有力作用在物體上，力就對物體做功
B. 物體只要移動了距離，就一定做了功
C. 有力作用在物體上，物體在力的方向上又移動了距離，則這個力就對物體做了功
D. 有力作用在物體上，物體又移動了距離，這個力就一定做了功
【例3】關于功率的說法，正確的是（ D ）
A．由P=知，力做功越多，功率就越大
B．由P=F· v知，物體運動越快，功率越大
C．由W=Pt知，功率越大，力做功越多
D．由P=知，單位時間內做功越多，功率越大

1、如圖所示，四幅圖是小新提著包回家的情景，小新提書包的力不做功的是哪幅圖（ A ）
A． B． C． D．
2、下列四幅圖反映的物理情景中，其中有一幅圖和其它三幅圖不同，這幅圖是（ B ）

A. 用力推車但沒推動 B. 把杠鈴舉起來 C. 冰壺在平滑冰面上滑行 D. 提滑板在水平面前行
3、一個足球運動員用200N的力踢了一個重為5N的足球，足球立刻射向了50m處的球門并打在門柱上，在整個過程中，運動員對足球所做的功為（ D ）
A. 0J B. 10000J C. 250J D. 不能確定
4、下列關于功率的說法中正確的是（ C ）
A. 物體做功越多，功率越大 B. 物體做功時間越短，功率越大
C. 物體做功越快，功率越大 D. 物體做功時間越長，功率越大
5、如圖所示，用大小相等的拉力F，分別沿斜面和水平面拉木箱， 拉力方向和運動方向始終一致， 運動時間tab>tcd， 運動距離sab=scd。比較兩種情況下拉力所做的功和功率（ B ）
A. ab段做功較多 B. ab段與cd段做功一樣多
C. ab段的功率較大 D. ab段與cd段的功率一樣大
6、如圖甲所示是使用汽車打撈水下重物的示意圖。在重物從水底拉到井口的過程中，汽車以恒定速度向右運動，忽略水的阻力和滑輪的摩擦。四位同學畫出了汽車功率P隨時間t的變化圖像，其中正確的是（　C?。?
7、媽媽與小明進行爬山比賽，他們選擇的起點、路徑和終點都相同，全程設為勻速運動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關系正確的是（　D?。?
A．W1：W2=2：1 P1：P2=6：1 B．W1：W2=2：3 P1：P2=2：1
C．W1：W2=2：1 P1：P2=3：2 D．W1：W2=2：1 P1：P2=2：3
8、如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下從O勻速直線運動到Q。OP段拉力F1為300N，F1做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F2做的功為W2，功率為P2，則（ C ）
A. W1>W2 B. W1P2 D. P19、“和諧號”列車在運行過程中的機車牽引功率為4800kW，時速為200km。若一列從荊州站駛出的CRH2A“和諧號”列車在平直軌道上勻速行駛100km，則該列車在這段時間內所做的功、機車受到的阻力分別 J、
N。
【答案】8.64×109 8.64×104
10、如圖甲所示，水平地面上的一物體受到方向不變的水平推力F的作用，力F的大小與時間t的關系和物體運動速度與時間t的關系如圖乙所示。第2s時，物體處于 狀態，第6s到第9s，推力F做的功是 J。
【答案】靜止 24
11、新建成的牛欄江引水濟昆工程，是將水從海拔較低的德澤水庫，引到海拔較高的盤龍江上游。每年為昆明提供5.67億立方米的水，耗電及相關運行費用近10億元。所以，珍惜水資源是每一個市民應盡的責任和義務。此工程是在德澤水庫庫區建泵站，將水泵入山坡高處的水池后，再自流回昆明。泵站的提水高度約220m，每秒流過水流橫截面的水量是18m3。將1.8×104kg的水提高220m，水泵對水所做的功是 J，做功的功率是 .W。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】3.96×107 3.96×107
12、一輛在水平路面上沿直線勻速行駛的貨車，行駛時所受的阻力為車總重的 0.1，貨車（含駕駛員）空載時重為 2.5×104N。
（1）求貨車空載行駛時所受的阻力大小。
（2）求貨車以 36 km/h 的速度空載勻速行駛時，10 s 內貨車牽引力做的功。
（3）當貨車以 90 kW 的額定功率、90 km/h的速度勻速行駛時，求貨車最多可裝載多重的貨物。
【答案】（1）2.5×103 N （2）2.5×105 J （3）1.1×104 N

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