《【帮课堂】2021-2022学年九年级科学上册同步精品讲义（浙教版）》第3节 能量转化的量度（教师版）

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知识精讲
第3节 能量转化的量度
课程标准 课标解读
1.结合实例识别做功与不做功的情形，归
纳出做功的两要素，知道功的单位。
2.能运用功的公式进行简单的计算。
3.理解功率的概念及 功 率 表示的物 理 意
义。
4.概述功率的单位及计算公式 P=W/t，并能
利用公式进行计算。
解读 1：理解功的概念，知道功的单位，能运用功的
公式进行简单计算，常见题型为选择题、填空题和计
算题，难度适中。
解读 2：理解功率的概念，知道功率的物理意义，能
运用功率的公式以及推导公式进行计算，或结合二力
平衡、速度等综合考查，常见题型为选择题填空题和
计算题，难度适中。
知识点 01 功
（一）功的含义
物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。力做功也
常说成物体做功，如人的推力对小车做功，也可以说成人对小车做功。
（二）做功的两个必要因素
做功包括两个必要因素：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。两者缺一不
可，否则就没有做功，例如：运动员把杠铃举过头顶不动时，虽然有力但杠铃并没有在力的方向上移动一
段距离，所以不做功。
(1)力对物体不做功的三种情况
① 有距离无力：物体没有受到力的作用，但由于惯性通过一段距离；
② 有力无距离：有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过一段距离；
③ 力与距离垂直：物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直。
(2)物体在力的方向上通过一段距离是指力与距离具有同向性、同体性和同时性。
（三）功的计算
功有大小，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。即功=力 x 距离。如果用 F
表示力，s 表示物体在力的方向上通过的距离，W 表示功，则功的计算公式为 W=Fs。
应用功的计算公式时，必须注意以下三点：
(1)要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式 W=Fs 中的 F 是作用在物体上的力，s 是物体在力 F 方向上通过的距离。例如：某运动员用 500 牛
的力将足球踢出 20 米远，若用公式 W=Fs=500 牛 x20 米=10000 焦计算就是错误的，因为踢球的力的作用距
离并不是 20 米。
(3)F 是使物体沿力 F 方向通过距离 s 的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
（四）功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米( m)，功的单位是牛.米(N. m )，在国际单位制
中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是 J。1焦=1
牛 . 米 。
（五）做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可
以用功来量度能量转化的多少。
例如：举起重物时做功 100 焦，人体就有 100 焦的能量转化成了物体的势能；拖动物体做功 500 焦，
人体就有 500 焦的能量转化成了物体的动能和由于各种摩擦而产生的内能。能量的单位与功的单位一样，
也是焦耳。
【能力拓展】
1.做功跟我们日常所说的“做工”或“工作”不一样。“做工”更多指从事体力劳动，在体力劳动中，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上行走，是在“做工”，但没有做功。“工
作”可以指体力劳动，也可以指脑力劳动，脑力劳动没有做功。
2.判断物体做功的多少，要看力和在力的方向上通过的距离，不要受接触面粗糙程度和斜面的影响。
3.功和能的区别与联系：功和能是两个不同性质的量，功是过程量，它对应的是一段时间和一段过程；能
是状态量，它对应的是一个时刻和一个状态。但功和能这两个量又是密切相关的，首先，能是物体做功的
本领，如果一个物体具有做功的本领，我们就说它具有能；其次，功是能量转化的量度，即在一个过程
中，能量究竟转化了多少，可以用相应的功量度出来。
【即学即练1】（2021·丽水）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
（1）该机器人以 1 米/秒的速度运行 30 米将菜送到客人桌前，用时________秒 ；
（2）若机器人工作时牵引力恒为 50 牛，完成本次送菜，牵引力做功________焦。
【答案】（1）30 （2）1500
【解析】（1）机器人送菜的时间；
（2）牵引力做功：W=Fs=50N×30m=1500J。
【即学即练2】（2021·婺城模拟）小金同学用已调好的弹簧测力计测量-一个放在水平桌面上的钩码的重
力，他从图甲所示位置(此时指针指 0 刻线)开始将测力计缓慢竖直向上提起，记下测力计移动的距离 h和
对应的读数F，并描出 F-h 图象如图乙所示：
（1）钩码的重力为________N。
（2）当 h=15cm 时，弹簧测力计对钩码所做的功为________J。
【答案】（1）4.5 （2）0.45
【解析】（1）当测力计向上运动时，钩码受到向下的重力、向上的拉力和支持力，即 G=F 拉+F支持，据此分
析计算。
（2）根据 W=Gh 计算对钩码做的功。
【解答】（1）根据公式 G=F 拉+F支持可知，当钩码离开桌面时，它受到的支持力为 0，此时测力计的示数等
于钩码的重力。根据乙图可知，钩码的重力 G=F 最大=4.5N。
（2）根据乙图可知，当 h=5cm 时，钩码开始离开地面，
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