11.1功 课件-2023-2024学年人教版物理八年级下册

11.1 功 -1- ■考点一 力学中的功 1. 功的定义：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，就说这个力对物体做了功。 2. 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。 [考点解读] 不做功的情况 原因 实例 图示 有距离无力 物体没有受到力 的作用，因惯性通过一段距离 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人做功为零 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没有通过距离 一辆汽车停在路边，一个人用很大的力却没有推动它，推力对汽车不做功 力与距离垂直 物体受到力的作用 ， 也通过一段距离， 但通过的距离与力的方向垂直 提着书包在水平路面上行走，书包运动了一段 距离，竖直提书包的力不做功 第 1 节 功 -2- 3. 力对物体不做功的三种情况 第 1 节 功 -3- 例 1 如图所示的四种情境中，人对物体做功的是 （ ） A. 推着小车前进 B. 提着水桶行走（拉力） C. 举起杠铃原地不动 D. 搬而未起 典题精析 第 1 节 功 -4- 解析：推着小车前进，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了一定的距离，所以人对小车做了功，故 A 正确；提着水桶行走，有力也有距离，但 不是在力的方向上通过的距离，力与距离垂直，所以不做功，故 B 错误；举着杠铃静止不动，有力没有距离，所以人对杠铃不做功，故 C 错误；搬石头没搬 动，有力没有距离，所以人对石头不做功，故 D错误。 答案：A 易错：B 错因：认为提着水桶时用了力，并且水桶移动了一段距离，符合做功的条件。忽视了力与距离垂直时力对物体不做功。 满分备考：物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性，即物体移动的距离是力作用在物体上产生的功效。 第 1 节 功 -5- ■考点二 功的计算 1. 功：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 2. 功的计算公式：W=Fs。 3. 功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛， 距离的单位是米，功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号为 J，1 J=1 N·m。 第 1 节 功 -6- 例 2 在水平地面上，用 60 N 的力沿水平方向拉着重为 200 N 的小车前进 5 m，拉力做功 _____ J， 重力做功 _______ J。 解析：拉力做的功：W=Fs=60 N×5 m=300 J；重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平方向上移动了 5 m，没有在重力方向上移动距离，所以重力 做功为 0 J。 答案：300 0 易错：300 1000 错因：忽视了物体在重力的方向上没有移动距离，因此重力不做功。 满分备考：在利用 Ｗ＝Ｆｓ 进行计算时应注意： （1）力与物体移动的距离在方向上必须一致；（2）力与物体移动的距离必须对应于同一物体；（3）力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。 典题精析 第 1 节 功 -7- ■易错点 利用公式 W=Fs 计算功时没有注意 F 与 s 的对应 [易错分析] 例 粗糙水平面上有一个重为 100 N 的物体，用 10 N 的水平推力使其以 3 m/s 的速度沿力的方向匀速运动了 10 s，则此过程中 （ ） A． 重力做了 3000 J 的功 B． 推力做了 300 J 的功 C． 摩擦力做了 3000 J 的功 D． 摩擦力为 100 N 解析：由 v= 可得物体运动的路程：s＝vt＝3 m/s× 10 s＝30 m。重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动， 物体在重力方向上没有移动距离，因此重力不做功，故 A 错误；推力做的功 WF ＝Fs＝10 N×30 m＝300 J，故B正确；物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡条件可知，物体受到的摩擦力 f＝F＝10 N，摩擦力做的功 Wf ＝fs＝10 N×30 m＝300 J，故 C、D 错误。 第 1 节 功 -8- 答案：B 易错：A 错因：忽略了重力方向与移动距离方向垂直。 易错警示：功的计算公式是 W=Fs，它表示功等于作用在物体上的力跟物体在这个力的方向上通过的距离的乘积。在应用 W=Fs 计算时，往往忽略公式中的 F 和 s 的对应性:同体性，两个物理量必须对应同一个物体；同时性，F 是物体移动距离 s 的过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的；同向性，F 是作用在物体上的力，s 是物体在力 F 的方向上通过的距离，两者的方向必须在一条直线上。 第 1 节 功 -9- ■题型一 力是否做功的判断 [题型探究] 例 1 （北京中考）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是 （ ） A． 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B． 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C． 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D． 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 第 1 节 功 -10- 解析：从发力到上拉、从上拉到翻站、从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力， 杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功， 故 A、B、C 错误；举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没有移动距离，所以运动员对杠铃不做功，故 D 正确。 答案：D 题型解法：力学里的功，包括两个必要因素： 一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。判断一个力对物体是否做功，关键是看物体是否在这个力的方向上移动了一段距离。特别注意不做功的三种情况：“劳而无功”“不劳而功”“垂直无功”。 第 1 节 功 -11- ■题型二 功与图象的综合 例 2（云南中考）如图甲所示，张华用水平推力 F 推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图乙所示，木箱运 动速度 v 的大小随时间 t 变化的情况如图丙所示， 则 1～3 s 木箱做 ________（选填“匀速”或“变速”） 运动；3～5 s 推力对木箱做的功是 _______ J。 第 1 节 功 -12- 解析：（1）由 v-t 图象可知，1～3 s 内木箱的速度逐渐增大，则木箱做变速运动。 （2）从 F-t 图象可知，3～5 s 木箱受到的推力F＝200 N，由 v-t 图象可知，3～5 s 木箱做匀速直线运动，其速度为 1 m/s，3～5 s 木箱移动的距离：s＝vt＝1 m/s× 2 s＝2 m，3～5 s 推力对木箱做的功：W＝Fs＝200 N× 2 m＝400 J。 答案：变速 400 题型解法：在 v-t 图象中，图线与时间轴围成的面积为物体移动的距离；在 s-t 图象中，两个时刻对应路程值的差表示这段时间内物体移动的距离。 遇到变力做功的情况，可以通过分段计算的方法求功。 1. 力学中的功 （1）定义：通常而言，如果一个力作用在物体上，物体 _____________ 就说这个力对物体做了功。 （2）做功必要因素：一是 _______________；二是 ________________。 （3）不做功有三种情况： ①劳而无功：物体受到了力，但保持静止； ②不劳无功：物体移动了一段距离，但没有受到力； ③垂直无功：物体受力的方向与运动的方向相互垂直。 2. 功的计算 （1）定义：力学中，功等于 ______ 与 _____________ 的乘积。 （2）字母表示：W=________。 （3）功的单位：______，简称 ______，符号是 ______。 -1- 11.1 功 ▍课前预习/新知导引 11.1 功 -2- ■考点 1 力学中的功 1. 下面四个情境中，力对物体做了功的是 （ ） （第 1 题图） A． 推动小车车未动 B． 物体在拉力作用下升高 C． 提着滑板在水平路面前行 D． 搬而未起 ▍考点集训/夯实基础 2. 下列过程中人对桶做功的是 （ ） A． 提着桶站立不动 B． 提着桶水平移动 C． 提着桶站在匀速向上运动的电梯内 D． 提着桶站在匀速水平运动的车厢内 3. 水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动了一段距离。则下列判断正确的是 （ ） A． 文具盒所受重力做了功 B． 文具盒所受支持力做了功 C． 文具盒所受拉力做了功 D． 没有力对文具盒做功 -3- 11.1 功 ■考点 2 功的计算 4.（教材 P64，T1 高仿）一个重为 2 N 的皮球从 10 m 高处下落 3 m 的过程中，重力对它所做的功为 （ ） A． 20 J B． 6 J C． 14 J D． 26 J 5. 一个人先后用同样大小的力 F 将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离 s（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为 W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是 （ ） -4- 11.1 功 （第 5 题图） A． W1＜W2＜W3 B． W1＜W2=W3 C． W1=W2=W3 D． W1=W2＜W3 -5- 11.1 功 1.（1）在这个力的方向上移动了一段距离 （2）作用在物体上的力 物体在这个力的 方向上移动的距离 2.（1）力 物体在力的方向上移动的距离 （2）Fs （3）焦耳 焦 J -1- 第十一章 功和机械能 ▍课前预习/新知导引 11.1 功 第十一章 功和机械能 -2- 1. B 提示：推动小车车未动，有力，但物体在力的方向上没有通过距离，故没有做功，A 错误；提着滑板在水平路面前行，此过程中，力与运动的方向垂直，故没有做功，C 错误；搬而未起，有力，但没有移动距离，所以不做功，D 错误。 2. C 提示：提着桶站立不动，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功；提着桶水平移动，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功；提着桶站在匀速向上运动的电梯内，人给桶一个向上的力，桶向上移动了距离，人对桶做了功；提着桶站在匀速水平运动的车厢内，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功。 3. C 提示：由题知，文具盒在水平方向上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功；在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功；在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做了功。 ▍考点集训/夯实基础 第十一章 功和机械能 -3- 4. B 提示：重力对它所做的功：W=Gh=2 N×3 m=6 J。 5. C 提示：一个人先后用同样大小的力 F 使物体沿力的方向移动相同的距离 s；该力在这三个过程中所做的功分别为 W1、W2、W3，三个功的大小都等于 W=Fs，即 W1=W2=W3，故 C 正确。 $$