内容正文:
功 功率
2022中考复习
情景引入
叉车用力托起货物,使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。我们看到了叉车工作的成效。
推土机把土推到远处,我们看到了推土机工作的成效。
机械在工作时可以产生相应的“成效”,那么在物理学中,怎么描述这种成效呢?
s
F
货物受到一个向上的力F作用,
物理学中就说叉车托起货物的力做了功。
物体在力F的方向上移动距离s
并且这个力的作用下,向上移动了一段距离s,
力F作用的成效体现在物体被举高了。
力学中的功
s
F
物体在力F的方向上移动距离s
物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面移动了一段距离s,
物理学中就说拉动物体的力做了功。
力F作用的成效体现在物体被移动了。
力学中的功
通常而言,如果一个力作用在物体上,
物体在这个力的方向移动了一段距离,
我们就说这个力对物体做了功。
s
s
F
A
F
B
(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
功的两个必要因素
s
s
s
F
F
运动员对杠铃做了功
重力对运动员做了功
人克服自身重力做功
人对小车做了功
不动——不做功
无力——不做功
足球离开脚后,虽然继续滚动,但人不对它施加力了,因此人对球不做功。
人推墙时,虽然有力作用在墙上,但墙不动,因此人没有对墙做功。
s
物体水平移动,但受力竖直向上,即物体在力的方向上没有移动距离,因此拉力对物体不做功。
——不做功
不做功的情况有以下三种:
物体没有受到力的作用,由于惯性而通过一段距离。
即F=0,不劳无功
物体受到力的作用,但没有移动距离。
即s=0,劳而无功
物体受到某力的作用,但运动方向始终与该力方向垂直。
即F⊥s, 劳而无功
例题1
下列情形中,运动员对物体没有做功的是( )。
B
A. 射箭运动员将弓拉开
B. 举重运动员举着杠铃停在空中
C. 赛艇运动员奋力划桨
D. 篮球运动员从地上将篮球捡起
作用在物体上的力越大、物体在力的方向上移动的距离越大,力所做的功也就越多。
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功=力×距离
公式
牛(N)
米(m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
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。
功的计算
感受一些力做功的大小
将两个鸡蛋举高 1 m ,做功约 1 J
将一瓶 500 mL 的矿泉水从地上拿起,做功约 10 J
体重为 600 N 的某学生从一楼走到二楼,做功约 1800 J 。
将一袋 10 kg 的大米从地面上扛到肩上,做功约 150 J
例题2
如图所示,用大小为 10 N 的水平推力 F 推着重为 20 N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力 F 做了 20 J 的功,则在这一过程中( )
D
A. 物体受到的摩擦力一定是 10 N
B. 重力做的功一定是 20 J
C. 物体一定运动了 1 m
D. 物体一定运动了 2 m
例题3
物体在相同力 F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离 s ,力 F 做的功分别为 W1 、W2 、W3 ,下列说法中正确的是( )
A
A. W1=W2=W3 B. W1=W2>W3
C. W1=W2<W3 D. W1<W2<W3
在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的车子,前进了10 m,推车子的小朋友做了多少功?如果把这个车子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
解:推车子做功W1= Fs =50 N×10 m=500 J
举车子做功W2= F's'=Gh=100 N×1.5 m=150 J
s'
F'
s=10m
F=50N
G
例题4
人与起重机,哪个做功快?你是怎样比较出来的?
做一样多的功,所用时间不同。
甲
乙
情景引入
在相同的时间内,做功多少不一样。
人与起重机,哪个做功快?你是怎样比较出来的?
甲
乙
情景引入
他们爬相同的楼时,做功相等吗?做功的快慢一样吗?
,
想一想
如何比较运动的快慢?
如何比较做功的快慢?
方法一:所用时间相同,路程大的速度快
方法二:通过相同的路程,用时少的速度快
方法三:看单位时间内通
过的路程
方法一:所用时间相同,做功多的做功快
方法二:做相同的功,用时少的做功快
方法三:看单位时间内所做功多的做功快
比较做功快慢的方法
做功和完成这些功所用时间的比值称为功率。
物理意义
功率是表示做功快慢的物理量。
功率大
功率大
做功多
做功快
功率
公式: