内容正文:
第十一章 机械功与机械能
第1节 怎样才叫做功
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叉车用力托起货物,使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。
叉车的工作成效:
马车的工作成效:
马用力拉动车,使车在拉力的方向上发生了位置的移动。
F
s
F
s
做功是生产、生活中普遍存在的物理现象,偏重于“成效”“贡献”
做功是指消耗一定的体力和脑力的人类活动。
新知导入
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学习目标
1.知道的功的含义,理解做功的两个必要因素;
2.掌握功的计算公式,以及表达式中每个物理量的物理意义;
3.会用公式进行简单计算;
4.知道机械功原理。
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如果一个力作用在物体上有了成效,我们就说这个力对物体做了功。
关窗的同学做了功,推墙的同学没做功。
活动:请一名同学关上窗户,另一名同学推墙,他们谁做了功呢?
新知学习
知识点一:怎样才叫做功
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F
F
F
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这两个活动中,什么力对物体做功(贡献)?
对物体做功的力的方向和物体运动方向有什么关系?
力的方向和物体运动方向相同
图1
图2
图1中是拉力做功,图二中是推力做功
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F
s
F
拉力对车做功
1.功的定义:作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了机械功 ,简称做了功 。
2.功包含的两个必要因素:
①作用在物体上的力
②物体在这个力的方向上移动的距离
二者要同时满足
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3.三种不做功的情况
①有力无距离
用力搬石头,石头未动
F
F
举重运动员举着杠铃不动
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②有距离无力
离开手或脚的物体,由于惯性而继续运动。
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③力和运动方向垂直
s
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(1)有力没有距离(“劳而无功”)
(2)有距离没有力(“不劳无功”)
(3)有距离有力,但力与距离的方向垂直(“垂直无功”)
小结:三种不做功的情况
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1.在水平地面上,如图所示四种情景中,人对物体没有做功的是( )
A. &1& 背着物体匀速前进 B. &2& 推着物体前进
C. &3& 抽出中间的物体 D. &4& 向上堆积物体
A
课堂练习
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2.关于做功的几个判断中,不正确的是( )
A.起重机将货物吊起时,起重机的拉力对货物做了功
B.汽车载着货物在水平公路上行驶时,汽车对货物向上的支持力不做功
C.某个人将铅球推出,铅球在空中运动过程中,推力对铅球做功
D.人用力托着一箱货物站着不动时,人对货物不做功
C
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功=力×距离
W = Fs
公 式
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。
1.功等于力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。
做功与力、力的方向上移动的距离有关,做功的大小是怎么计算呢?
新知学习
知识点二:怎样测算功
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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
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3.做功的两种情况:
①力和物体运动方向一致,是力对物体做功
②力和物体运动方向相反,是克服力做功
(提起重物是克服重力做功)
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例题 在平地上,一小朋友用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
10m
50N
100N
解:由 W=Fs 得
人推箱子时做的功
W1 = F1s1 =50 N×10 m=500 J
人举箱子时,
∵ 匀速举起
∴ F2 = G = 100 N
此时人做功
W2 = F2s2 = Gh =100 N × 1.5 m=150 J
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1.李同学先后用同样大小的力<m></m>使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力 <m></m> 在这三个过程中所做的功分别为 <m></m>、<m></m>、<m></m>,关于做功大小的下列说法正确的是( )
C
A. B.
C. D.
课堂练习
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2.用40N的水平拉力将重为100N 的物体沿水平方向拉动了3m。求: (1)重力所做的功;(2)拉力所做的功。
G
F
移动距离s
解:
(1)重力的方向与移动距离的方向垂直,所以重力不做功。
W=Fs=40N×3m=120J
(2)已知F拉= 40N , s=3m
答:重力做功为零,拉力做的功是120J。
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如图甲所示,用弹簧测力计将重物缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功。设物重为G ,提高的高度为h。所做的功:W1=G·h (此时 F=G )
如图乙所示,利用动滑轮把同一个重为G的物体,提高 h 的高度。动力所做的功:W2=F′·s
研究使用机械是否省功
实验
甲 乙
【实验设计】
新知学习
知识点三:机械功原理
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所以:W1= W2
结论:使用机械做的功和直接用手做的功相等。
甲 乙
【理论分析】
如果忽略动滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦:
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但实际上,在使用动滑轮的时候,还得克服动滑轮的重力,以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以,使用机械不能省功,还需要额外多做一部分功。
大量实验表明:人们使用机械工作时,有时可以省力,有时可以省距离。省力的机械必然费距离;省距离的机械则一定费力;既省力又省距离的机械是不存在的。也就是说,使用任何机械都不能省功。这就是机械功原理。
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怎样才叫做功
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=F·s
机械功原理
任何机械都不能省功
课堂总结
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