内容正文:
第十一章 简单机械和功
三、功
(第一课时)
1.知道做功的两个必要条件;
2.知道功的定义、计算公式和单位;
3.并会用功的计算公式进行简单的计算。
学习目标
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F支
G
F
F 对小车做了功
F
F支
G
F阻
对静止的木块受力情况分析?
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
新课导入
叉车举高货物
F
s
物理学中的功主要是类比了“贡献”的意思。如果,某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,说这个力对物体做了功。
新课导入
一、什么是功
F
s
F
1.功的概念
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力对物体做了功。
马拉车
拉力F对车做了功
新课讲解
二、功的计算
功=力×距离
W = Fs
注意:当力和物体在力的方向上通过的距离相反时,我们说物体克服这个力做功(负功)。
1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:
新课讲解
2.功的单位和物理意义
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
W = Fs
物理意义: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。
单位:焦耳
新课讲解
s
F
F
起重机吊起货物
拉力F对货物做了功
三、做功的条件
新课讲解
甲 小车在推力作用下向前运动了一段距离
乙 物体在绳子拉力的作用下升高
图甲和图乙中的力对物体做功。
思 考
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
新课讲解
丙 提着滑板在水平路面上前行
丁 搬而未起
而图丙和图丁中的力却没对物体做功。
新课讲解
归 纳
(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。
必要因素
s
s
F
F
F
s
F
判断是否做功
新课讲解
例
典例分析
小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了2 m,松开手后,书箱仍向前滑行了1 m,整个过程中小明做功 J,书箱的重力做功 J。
解析:小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2 m,推力对箱子做的功W1=Fs1=40 N × 2 m=80 J;松开手后,书箱仍向前滑行了1 m,书箱由于惯性滑行,则小明没有做功,即W2=0 J;整个过程中小明对书箱做的总功W=W1+W2=80 J+0 J=80 J;书箱在水平地面上运动,虽然受重力,但在重力的方向。上没有移动距离,所以重力做功为0 J。
答案: 80 0
新课讲解
s=0
F ≠ 0
人用力推打石头而没推动
没有做功(劳而无功)
分 析
新课讲解
(1)当你抱着一摞书不动时,你累吗?你对书做功了吗?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人累吗?人对讲台做功了吗?
讨论一下
新课讲解
没有做功(不劳无功)
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
分 析
新课讲解
没有做功(垂直无功)
F ≠ 0
s ≠ 0
力的方向与运动方向垂直
提箱子在水平路上走
分 析
新课讲解
不做功的三种典型情况
归 纳
②物体通过了距离,但没有力作用在物体上;即有距离无力(F=0,S≠0);(即“不劳无功”);
①有力作用在物体上,但物体静止;即有力无距离(F≠0,S=0);(即“不动无功”);
③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互相垂直(F≠0,S≠0,F⊥S);即“劳而无功”。
新课讲解
例
典例分析
下列生活实例中,力对物体做功的有( )
新课讲解
功
做功的两个必要因素
不做功的三种情况
功的计算
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
W=Fs
课堂小结
第十一章 简单机械和功
三、功
(第二课时)
有没有既省力又省距离的机械呢?
思考
机械能不能省功?
活动:11.3 测量提升物体所做的功
1、用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处,测量并计算拉力F对小车做的功。
2、沿竖直方向提升小车,使之上升高度h,测量并计算拉力F(G)对小车做的功。
s
G
F
G
F
h
新课讲解
【数据表格】
新课讲解
【分析论证】
实验数据表明:利用斜面提升物体,所用拉力F<G,而重物通过的距离s>h,即省了力却费了距离,但Fs与Gh的值总是近似相等。
【得出结论】
使用斜面这种机械不省功.
任何机械都不省功!
新课讲解
斜 面
供轮椅通行的斜坡
盘山公路
1.质量为50 kg的雪橇上装载了350 kg的原木,一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行,将原木运到了3 000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马的水平拉力做的功。
当堂小练
解:已知 f=800 N s=3000 m