11.3 功【知识梳理+易错】复习讲义 -2022-2023学年苏科版物理九年级上册

苏科版九年级上册 第十一章《简单机械和功》 11.3功 【知识梳理】 一、功的概念 1.机械功：力和物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功，用字母W表示。 2.功的定义式：W=Fs 3.单位：力的单位与距离的单位的乘积“牛·米”，也叫焦耳，用字母J表示，1J=1N·m。 4.做功的两个必要条件：①对物体有力的作用；②物体要在力的方向上通过一定的距离。 5.对两个条件的理解： （1）同体性：某力对某物体做功,一定要明确做功的两个条件是作用在“物体”上的力和“物体”在力的方向上通过的距离,此两“物体”必须是同一个物体,尤其是通过机械做功时,一定要注意两个条件的同体性。 （2）同时性：“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上通过的距离”必须对应于同段时间.如果物体受力后脱离施力物体并由于惯性而运动,此时原作用力已不存在,原作用力做功为零。 （3）同向性：物体通常会受到几个力的作用,判断某个力对物体是否做功,关键要看物体在这个力的方向上是否通过了距离,如果物体根本没有运动,或者物体虽然运动了,但运动的方向与这个力的方向垂直,则这个力就没有对物体做功。 6.由做功的必要条件可知以下三种情况力对物体不做功： （1）“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上； （2）“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离； （3）“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。 二、机械功原理 1.我们为了将物体移动一段距离，阻力做多少功，动力必须也做那么多功才能达到移动一段距离的目的，我们通常把阻力做了多少功表达成克服阻力做了多少功。人们在做功时，动力所做的功不会少于阻力所做的功。也就是说，动力做功至少要克服阻力所做的功，才能达到做功的目的。 ①水平方向做功： ②竖直方向做功： 2.在使用机械时，人们要对物体和机械都做功，也就是要克服物体和机械受到的阻力做功，因此人们对物体做的功不少于物体阻力所做的功，人们对机械做的功不少于机械上的阻力做的功，所以使用机械时都不会少于不用机械时用手直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功，这就是机械功原理。 3.说明： （1）适用范围:机械功原理是适用于任何机械的普遍结论,无论是简单机械,还是由简单机械组合成的复杂机械,都遵循机械功原理 （2）“不省功”有两层含义:其一是等于直接做的功(理想机械),其二是大于直接做的功(非理想机械)。 （3）使用机械不省功,为什么还要使用机械? 虽然使用机械不省功,但机械也有许多优点,有时可以改变施力的方向,有时可以省力,有时既省力又能改变施力的方向,有时还可以省距离,使用机械还能够方便地完成人们不便直接完成的工作，所以使用机械不是为了省功。 三、斜面 1.斜面是一种省力，但却费距离的简单机械。 G F s h 2.特点：省力、费距离 3.原理： 直接用手做功：(G——物重；h——斜面高度) 使用斜面做功：(F——沿斜面方向的推力；s——斜面长) 根据机械功原理：不考虑摩擦力时，，，得 如右图所示：当斜面高度h一定时，斜面s越长，越省力（即F越小）； 当斜面长s相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）； 当斜面s越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。 如果斜面与物体间的摩擦为f，则有， 4.应用： 盘山公路 螺丝钉 螺旋千斤顶 无障碍通道。 【易错点】 1.注意计算力做功时，物体移动的距离必须是沿力的方向移动的距离。 2.计算滑轮组拉力或物体重力做功时，注意拉力拉动的是绳子自由端，所以计算拉力做功必须乘绳子自由端移动的距离，计算物体重力做功时，必须乘物体上升的高度。 3.斜面上物体做匀速直线运动时，由于重力的影响，拉力大于摩擦力。 【规律总结】 对于计算某个力做功的问题，如果题目没有直接给处该力的大小及运动的距离，或者该力不是恒定的力，则不能使用W=Fs计算，对于此种情况，可以从机械功原理思考，动力做功是要等于阻力做功的，可以计算该力克服的所有阻力做功来得到该力做的功。 【典例分析】 1．（2021·江苏宜兴·九年级月考）对功的理解，下列说法中正确的是（ ） A．作用在物体上的力越大，力做的功就越多 B．物体通过的路程越长，作用力做功越多 C．有力作用在物体上，并且物体移动了一段距离，则力一定对物体做了功 D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力做了功 2．（2022·内蒙古包头·八年级期末）如图所示情境中，人对物体做功的是（ ） A．小车被推动前进 B．搬而未动 C．物体停在空中 D．提着滑板在水平路面上前进 3．（2022·宁夏银川·九年级月考）林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上