内容正文:
中物理
第四章 机械和功
沪教版 物理(初中)
第二节 机械功(1)
第二学期
1
课堂导入
第二节 机械功
我做工了吗?我做功了吗?
在生活中,经常可以听到“做工”、“工作”的说法。在物理上也有一个概念叫“功”,但物理上的这个功并不是生活中所谓的“做工”,哪又是什么含义呢?
纹丝不动!
观察两个小黑人,他俩在做什么,用力了吗?他们的共同点是什么?
2
学习新课
第二节 机械功
从图中可以看出,左图中的人在用力提小桶,小桶上升一段距离;右图中的人在用力推小车,小车前进一段距离。
共同点:都对其他物体施加了力的作用,并且物体在力的方向上都移动了一段距离,力的作用都有成效。
观察发现:力的作用有成效。
在物理上就叫力对物体做了功
1.图中物体受到几个力的作用?
重力、拉力
拉力
2.哪个力对物体的向上移动有贡献?
力对物体的移动有贡献吗?
没有,物体没有移动距离。
球在光滑地面上滚动,对物体移动有贡献的是哪个力?
球的滚动是由于惯性,找不到有贡献的力。
上面展示的三幅图中,有的力对物体运动有贡献,有的力则对物体运动没有贡献。
球在光滑水平面上滚动
物理学中的“功”包含一种“贡献”和“成效”的含义。
如果一个物体在力的作用下,并且在这个力的方向上移动了距离,在物理学中就叫这个力对物体做了功。
小孩的拉力F拉小狗移动了一段距离S,我们说小孩的拉力对小狗做了功,或简单地说小孩对小狗做了功。
F
s
起重机用力F将货物提高了一段距离3h,我们说起重机的拉力对货物做了功,或简单地说起重机对货物做了功。
想一想:①它们都做功了吗?
有力作用在物体上,且物体又在力的方向上移动了一段距离,所以做功。
②它们都做功了吗?
有力无距离,
力不做功。
提着物体在水平路上匀速前进,有力有距离,力与运动方向垂直。
有力有距离,但是力与运动方向垂直,力不做功。
货物在水平拉力作用下匀速前进,有力有距离,但是拉力与运动方向垂直。
有力有距离,但是力与运动方向垂直,力不做功。
物体在水平方向上移动了距离,但水平方向上没有受力的作用,所以没有力做功。
③有力做功了吗?
v
光滑的冰面
1. 力学中的功包括两个必要因素
一是作用在物体上的力;
二是物体在这个力的方向上移动了距离。
没有做功(劳而无功)
s=0
F≠0
力学中的功
人举着杠铃坚持不动,举力做功吗?
没有做功(不劳无功)
s ≠ 0
F = 0
力学中的功
冰壶在平滑的冰面上滑行,有力做功吗?
服务员托着食品盘送菜,托力是否做功?
力学中的功
托力F
距离s
没有做功(不劳无功)
力的方向与运动方向垂直
力的方向与运动方向垂直
没有做功(劳而无功)
F≠ 0
s≠ 0
力学中的功
提箱子在水平路上走,提力做功吗?
总结:力对物体不做功的三种情况:
(1)有力,但是物体在力的方向上通过的距离为零。
(2)有距离,但是和运动距离的方向上没有力的作用。
(3)有力也有距离,但是力和距离的方向相互垂直的。
运动员举起杠铃不动
冰壶自由滑行
人提包匀速走路
视频观赏:功的概念
功=力×距离
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W = Fs
2. 功的大小
公式
米 (m)
3.功的单位
牛(N)
焦耳(j)
1 j=1 N · m
W = Fs
1 N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1j。
单位:焦耳(j)
能量守恒,亦如我给你的爱永不消失——焦耳
例题1. 在水平地面上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m,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?
解:W1= Fs =50 N×10 m=500 J
答:他推箱子做功500 J,举箱子做功150 J。
F=50 N
G=100 N
10 m
视频观赏:功的计算
练习1. 如图所示的四种情景中,人做了功的是( )
B. 司机推汽车纹丝不动
C. 人把箱子搬起来
D. 学生背着书包在水平路面上行走
A. 踢出去的足球在草地上滚动
C
2. 重100 N的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速前进4m,外力做的功为 J,重力做的功为 J。
0
0
B
3. 放学后,某同学背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m,又登上大约10 m高的四楼才回到家。则他在回家的过程中对书包做的功约为( )
A. 0J B. 400J