内容正文:
第 1 节 功
第十一章 功和机械能
学习目标:
1 做功的含义
2 做功的条件
3 做功的计算公式
1.图中物体受到几个力的作用?
2.什么力对物体的向上移动作出了“贡献”?
【新课导入】
3
探究怎么才算做了功
上面展示的三幅图中,有的力对物体移动有贡献,有的力则对物体移动没有贡献。
物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,就说这个力对物体作了功。
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F支
G
F
F支
G
F阻
F 对小车做了功
F
F支
G
F阻
想想议议
叉车举高货物
F
s
叉车做了功
一、力学中的功
马拉车
F
s
F
1.功:
拉力对车做了功
如果一个力作用在物体上,并且物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力对物体做了功。
F
F
s
小孩的拉力F拉小狗移动了一段距离 s
做功的实例
小孩的拉力对小狗做了功
s
锤子对钉子的锤力F使钉子移动了一段距离s
锤子的力对钉子做了功
s
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
s
F
F
F
s
F
它们都做功了吗?
有力且又在力的方向上移动了一段距离,所以做了功。
它们都做功了吗?
有力无距离,
不做功。
有力但没在力的方向上移动一段距离,不做功。
提着小桶在水平路上匀速前进。有力有距离,但力的方向与运动方向垂直。
v
光滑的冰面
水平方向上移动了距离,但水平方向上没有受力,所以没有做功。
议一议
(1)当你抱着一摞书不动时,你累吗?你对书做功
了吗?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人累吗?人对讲台
做功了吗?
没有做功(劳而无功)
s=0
F ≠ 0
分 析
议一议
用脚踢出足球,球在地面上滚动过程中,人对球做功了吗?
没有做功(不劳无功)
分 析
s ≠ 0
F = 0
s
s
s
不做功
没有做功(劳而无功)
提箱子在水平
路上走
分 析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
一、物体受到力的作用,但保持静止状态,就是在力的方向上通过的距离为零 s = 0,劳而无功
二、物体在运动方向上不受力的作用,由于惯性而运动 F = 0,不劳无功
三、物体受到某个力的作用,但运动方向始终与该力方向垂直 F ⊥ s,劳而无功
总结:不做功的三种典型情况
小车陷入草地中,农夫用力没能推出,农夫对小车做功了吗?
分析是否做功的实例
用手将抽屉推好,手对抽屉做功了吗?
没有办法,考得再差,也得回家啊!请问,下列情景中,小卫对书包是否做功?
小明从楼上摔了下来,摔得鼻青脸肿的,什么力对小明做了功?
下面哪些情景有功存在
图丙杠铃被举在高处静止不动,尽管运动员对杠铃用了力,但杠铃没有在力的方向上移动一段距离,所以运动员对杠铃没有做功。(劳而无功)
【想一想】
下面,哪位同学对物理书做功最多?为什么?
甲 将一本物理书举高了0.5米;
乙 将两本物理书举高了0.5米;
丙 将两本物理书举高了1米。
问题导学
动手感受一下
功=力×距离
二、功的计算
1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
W = F s
公 式
2.功的单位和物理意义。
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
二、功的计算
W = F s
意义:1 N的力使物体在力的方向上通过1 m的
距离时所做的功为1 J。
单位:焦耳
例1 在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m,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。
W3=Gs=100 N×10 m=1 000 J
×
练一练
50 N
100 N
10 m
水平向前推时,箱子的重力做了多少功?
解:W1= Fs = 50 N×10 m=500 J
W2=Fs′= Gh =100 N ×1.5 m =150 J
答:推箱子的小朋友做了500 J功, 把箱子举高做了150 J功。
已知:F=50 N, s=10 m, G=100 N,
h=1.5 m。
求:W1和W2。
例2 某足球运动员在水平方向用25 N的力,将10 N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上