11.3功-2023-2024学年九年级物理上册典中点·课时夺冠（苏科版）

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。 2．特点：省力、费距离 3．原理： 直接用手做功：(G——物重；h——竖直上升高度) 使用斜面做功：(F——沿斜面方向的推力；s——沿斜面方向移动的距离) 根据机械功原理：不考虑摩擦力时，，，得 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，不能认为拉力与摩擦力二力平衡，由于还有重力的影响，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．下列事例中，力对物体做了功的是（　　） A．提着书包在水平路面上匀速前行 B．送水工把桶装水从一楼搬到四楼 C．举重运动员举着杠铃保持不动 D．用力推汽车，没有推动 2．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（　　） A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功 B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N C．物体A向左加速运动时，