内容正文:
沪科版八年级
第十章《机械与人》
10.3 做功了吗
【知识梳理】
一、机械功
物理学中把力与物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。
二、判定怎样才算做功
1.功的二要素: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。
2.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”。
三、功的计算
1.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。
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);或者W=Pt。
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“焦耳”,符号是J,1J= 1N·m;(1牛•米=1焦)。
【易错点】
在功的计算中,比较做功多少时常有以下错误:(1)误认为接触面越粗糙,做功越多;(2)在推力大
小和物体移动的距离不变时,误认为在斜面上推动物体时做功多。
为了避免出现以上错误,要时刻牢记做功的多少只取决于力F和物体在力F的方向上移动的距离S
这两个因素,与运动面是否光滑、运动的路径等因素无关。
【规律总结】
1.力做功的两种情况:
第一种:力的方向和物体运动方向一致,称为力对物体做功;
第二种:力的方向和物体运动方向相反,可以称为克服某个力做功。(1)克服重力做功。向上抛出某个物体时,重力方向竖直向下,物体运动方向竖直向上,对于该物体,我们一般说物体克服重力做功。(2)克服摩擦力做功:当某物体由于惯性在某一表面(粗糙)滑动时,摩擦力方向与物体运动方向相反,我们一般说物体克服摩擦力做功。
2.拉动物体做功时,常使用公式W=Fs,在竖直方向上克服重力做功时,也可以使用W=Fs=Gh。
【典例分析】
(2022·浙江杭州·中考真题)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
【答案】C
【解析】由题意得,在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。根据得,F在三种情况下做的功为
故C正确;故ABD错误。
故选C。
【思路小结】
功等于力与距离的乘积,只要动力相同,距离相同,则所做的功就相同。
【夺冠训练】
1.(2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)如图所示,人沿水平方向推水平地面上的箱子,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.人对箱子的推力没有做功
B.箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是相互作用力
D.人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
【答案】A
【解析】A.做功的两个必要因素:有力作用在物体上和物体在这的力的方向上移动了一段距离。人对箱子施加了力,但箱子没有在力的方向上通过距离,可知人的推力没有做功,故A正确;
B.箱子对地面的压力作用在地面上,地面对箱子的支持力作用在箱子上,这两个力不作用在同一物体上,大小相等方向相反是一对相互作用力,故B错误;
C.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力,作用在同一物体上,大小相同,方向相反是一对平衡力,故C错误;
D.人沿水平方向推水平地面上的箱子,但没有推动,处于平衡状态。人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,所以人对箱子的推力等于地面对箱子的摩擦力,故D错误。
故选A。
2.(2022·四川乐山·统考中考真题)下列四幅图中,力有对物体做功的是( )
A.推车未推动
B.提着滑板水平前行
C.搬石未搬起
D.用绳子提升物体
【答案】D
【解析】A.推车未推动,有力但是没有距离,劳而无功,故A不符合题意;
B.提着滑板水平前行,力与物体运动距离垂直,垂直无功,故B不符合题意;
C.搬石未搬起,有力但是没有距离,劳而无功,故C不符合题意;
D.用绳子提升物体,有力作用在物体上,并且在力的方向上移动了距离,故这个力做了功,故D符合题意。
故选D。
3.(2022秋·江苏盐城·九年级校考期中)将掉在地上的物理课本捡回到课桌上的过程中,克服物理课本所做的功最接近( )
A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
【答案】C
【解析】物理书的重力约2.5N,课桌的高度大约0.8m,把书捡起来,克服物体重力做的功约为
W=Gh=2.5N×0.8m=2J
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.(2022秋·江苏南通·九年级统考期中)小明将两枚鸡蛋从地面举过头顶,该过