内容正文:
11.1 功(考点解读)(原卷版)
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知识点讲解
1、功及做功的判定
(1)功的定义:一个力作用在物体上,使物体在 力的方向上通过一段 距离 ,这个力就对物体做了功;
(2)功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1N·m;
(3)判断力是否做功包括两个必要因素:一是力作用在物体上;二是物体在力的方向上通过的距离;
(4)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积;
(5)不做功的三种情况:有力无距离也叫“劳而无功”、有距离无力也叫“不劳无功”、力和距离垂直也叫“垂直无功”。
2、做功的大小比较
(1)功是一个标量,有大小没有方向;
(2)功的计算公式:W=FS,其中各量单位功W:J(焦耳),力F:N(牛顿);移动距离S:m(米);
※注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离,且与力对应;
③功的单位“焦”(1牛•米=1焦)。
3、功的计算及公式的应用
(1)公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算;
(2)功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率;对于一段时间内力做的功,如果知道功率和时间,可以直接利用W=Pt求出功;
(3)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的距离;计算功的公式包括:W=FS W=GH,W=Pt。
4、功的原理
(1)使用任何机械时,人们所做的功,都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理;
(2)功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律,是任何机械(不论是简单机械还是复杂的机器)都遵循的原理,它表明使用任何机械,能省力或省距离或改变力的方向,但都不能省功。
典例分析+变式训练
考点1 功及做功的判定
【典例1-1】关于功,下列说法正确的是( )
A.力越大做功越多
B.做功所用的时间越长做功越多
C.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多
D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
【典例1-2】做功的两个必要的因素:一是作用在物体上的 ;二是物体在力的方向上移动的 。功的物理量符号用 表示。
【变式1-1】小区的广场上,有很多孩子玩如图所示的滑步车,骑行时靠小朋友的双脚用力蹬地获得向前的动力。下列对沿水平地面向右行驶的车的运动情况的分析,正确的是( )
A.水平地面受到的压力等于滑步车的重力
B.双脚离地向前滑行时,人对车的压力和地面对车的支持力不是一对平衡力
C.双脚离地向前滑行时,人对车做功
D.双脚离地在水平地面上向前滑行时,最终会停下来是因为人和车的动能消失了
【变式1-2】如图所示,小明提着用一根细线拴着的重物先下坡,再经过一段平直路面,最后沿阶梯走上高处,三个路段细线均处于相同的情形,是因为重力的方向总是 的。在这三个路段中,小明对重物没有做功的是 路段(选填“下坡”、“平直”或“阶梯”)。
考点2 做功的大小比较
【典例2-1】地面上质量分别为m、2m的两个物体在水平恒力F的作用下,沿水平方向前进了相同的距离,恒力F做的功W甲和W乙的关系是( )
A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=2W乙 D.W甲=W乙
【典例2-2】如图所示,把同一个物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个光滑的斜面匀速拉到顶端A点,比较可知,拉力的大小 ,拉力做的功 (以上两个空均选填“相同”或“不同”)。
【变式2-1】如图中甲、乙、丙、丁为四个相同的小球,开始时它们的高度相同,甲先上抛后落地,乙、丙分别从长度不同的斜面滑到地面,丁直接下落到地面,在这过程中,甲、乙、丙、丁小球重力做功分别为W1、W2、W3、W4,则四个功的大小,下列说法正确的是( )
A.W1最大 B.W2最大 C.W4最大 D.一样大
【变式2-2】如图所示,大明用水平推力推停在平直公路上的汽车,累得满头大汗也没能推动,该推力对车 (选填“做了”或“没有做”)功。小明用相同的力拉着同一木箱分别沿光滑路面和粗糙路面水平移动了相同的距离,则该拉力做功在 多(选填“光滑路面”、“粗糙路面”或“两种路面一样”)。
考点3 功的计算及公式的应用
【典例3-1】如图所示,用F=20N的水平拉力拉着重为6N的物体沿水平方向做直线运动,若拉力F对物体做了60J的功,则在这一过程中( )
A.物体一定运动了6m B.重力做的功一定为60J
C.物体一定运动了3m D.物体一定受到了30N的摩擦力
【典例3-2】功率为2000瓦的拖拉机在平直公路上匀速前进,受到的阻力是2000牛,在300秒内拖拉机