内容正文:
第3节 能量转化的量度第1课时
举重运动员举起杠铃时,将体内储存的化学能转化为杠铃的势能;起重机提升重物时,将电能转化为重物的动能和势能。为了量度能量转化的多少,描述能量转化的快慢,我们需要学习功和功率的相关知识。
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2
运动员举着杠铃不动
那么,怎样理解做功的含义?
从科学的角度来看,当运动员举着杠铃不动时,虽然要用很大的力,但此时运动员并没有对杠铃做功。
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1. 下列图示是物体在力的作用下做功的实例。
想一想,在这两个实例中有什么共同特点?
叉车把货物从地面抬升到一定高度
人推小车在水平路面上通过一段路程
F
S
F
S
共同的特 点:
货物和小车都受到了力的作用
都在力的方向上运动了一段距离。
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马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
在科学上,如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离,就说力对物体做了功。
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下 图 是物体在力的作用下没有做功的实例。
想一想,在这两个实例中有什么共同特点?
F
S=0
因为石头虽然受到人对它向上力的作用,但没有在这个力的方向上通过一段距离,因此人对石头没有做功。
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人提书包在水平路面上匀速通过一段距离
F
S
书包受到人的提力的方向是竖直向上的,而书包是在水平方向通过一段距离,在提力方向上没有通过一段距离,因此提力也没有做功。
共同特点:有力作用在物体上,但在力的方向上没有移动一段距离。
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(缺一不可 )
做功的两个必要因素:
一是要有力作用在物体上。
二是物体要在力的方向上通过一段距离。
(F)
(S)
推而不动
有力无距离不做功
冰柱在光滑冰面上滑动
有距离无力不做功
(因惯性而动)
力和物体运动方
向垂直时力不做功
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视频:不做功的三种情况
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不做功的三种典型情况
有力无距离(劳而无功)
有力有距离,但力和距离垂直(垂直无功)
无力有距离(不劳无功)
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手对书
静止
推车未动
人对车
手对车
判断下列情形人对物是否做功?
做功
不做功
不做功
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(1)做功跟我们日常所说的“做工” 或“工作”一样吗?
科学上的“做功”,它有严格而明确的含义,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一段距离,偏重于“成效、贡献”。
日常所说的“做工” 或“工作”是指消耗一定体力和脑力的人类活动。
(2)如图所示,塔式起重机下挂着重物,在重物静止
不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中,
钢索的拉力是否都对重物做了功?
只有向上运动时钢索的拉力才对重物做了功。
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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。
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生活中常见的焦耳有多大?
1、把1 只鸡蛋举高2 米,做的功大约是1 焦
3、将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高,做功约10J
2、把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳
1 只鸡蛋≈50g W=Fs=Gh≈1J
一本《科学》≈200g W=Fs=Gh≈2J
500 mL=500g 举高≈2m W=Fs=Gh≈10J
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焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学,在家跟父亲学酿酒并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学,
对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一
位酿酒师和业余科学家。
焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。
焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究,后转向
对功热转化的实验研究。1866年由于他在热学、电
学和热力学方面的贡献,被授予英国皇家学会柯普
莱金质奖章。他以极其精确的数据,为热和功的相
当性提供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意,将功和能量的单位叫做焦耳。
焦 耳
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