内容正文:
第十章 功与机械功
第一节机械功
课堂引入
二
在语文中我们学过有关“功”的意义
功劳、立功——————贡献
大功告成、事半功倍——————成效
物理学上的“功”, 跟生活中的“功”的含义相同吗?
思考一下
想一想:他们的工作成效一样吗?
甲、乙两和尚现在要把建筑材料提到屋顶上去,结果甲提上去了;乙虽然也用了力,但是没有提上去。
甲
乙
①事例一:请同学们观察下面的事例:
情景引入
想一想:他们的工作成效一样吗?怎样比较他们的工作成效?
乙把重为2000N的瓦片提到高6米的屋檐上
甲把重为5000N的石料提到高2米的墙顶上
②事例二:请同学们继续观察下面的事例:
学习了“功” 你就知道比较的方法了,今天我们一起学习。
情景引入
做功了吗?
3.三种不做功的情况:
有距离无力:
看图思考
人对物体的作用力有什么成效?
6
一、功
F
s
s
F
1.物体受到力的作用
2.物体在力的方向上移动了一段距离
作图分析共同点
力学中的功
三
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,在物理学中就说这个力对物体做了功。(功用W表示)
马拉车,马对车做了功
人推车,人对车做了功
在物理学中对“功”的解释,则是结合了“贡献和成效”的意义。如果某个力对物体的状态改变做出了贡献,取得了成效,则可以说这个力对这个物体做了功。
力学中的功
三
F
F支
G
f
用力水平向右拉力F使水平桌面上的小车向右前进,则小车受到哪些力的作用?
拉力F对小车的运动有贡献。
哪个力的作用对小车有了“成效”和“贡献”呢?
S
叉车推举货物向上移动时,货物受到哪些力的作用,其中哪个力对货物举高有了“贡献”取得了“成效”?
F
G
拉力F对货物的运动有贡献。
2. 做功的两个必要因素
如图所示是力对物体做功
有什么共同点?
在推力的作用下小车向前移动了一段距离
F拉力
物体在绳子拉力的作用下升高了一段距离
物体受到了力;在力的方向上移动了距离。
F
s
F
是否做功
人对杠铃不做功
张文玉 (张文玉) - 动图需要修改
是否做功
人对杠铃做功
张文玉 (张文玉) - 动图需要修改
是否做功
人对哑铃:
前半段路不做功
后半段路做功
张文玉 (张文玉) - 动图需要修改
力学中的功
三
F
S
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动的距离
做功的两个必要因素
两者缺一不可
2. 做功的两个必要因素
没有做功
s=0
F≠0
1.有力,但是在力的方向上通过的距离为零。
(无距离不做功)
拉而不动
攀而不动
推而不动
三种不做功的情形
以下过程中,人对球做了功了吗?
(1)球在空中飞行的过程中_________;
(3)球没离开脚的过程中__________;
(2)球在地面上滚动过程中_________;
没有做功
没有做功
做功
没有做功
s ≠ 0
F = 0
2.有距离,但是在距离同方向上没有作用力。
(无力不做功)
三种不做功的情形
3.力与运动距离的方向垂直(垂直无功)
物体受到了力的作用,且移动了一段距离,但移动的距离与力的方向垂直,即物体在力的方向上没有通过距离,此时力对物体没有做功(力的作用没有成效)。
s
塔吊在水平面上运送物品
S≠0
没有做功
(力的方向与运动方向垂直)
F≠0
三种不做功的情形
下列情境中,力 F 对物体是否做功?
跳水过程中
电梯上行过程中
举起杠铃的过程中
G
F支持
F
力 F 对杠铃做功
支持力对人做功
重力对人做功
讲授新课
力学中的功
1、只要有力作用在物体上,力就对物体做了功 ( )
2、物体只要移动了距离,就做了功 ( )
3、物体从高处落下重力做了功 ( )
4、有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功( )
5、手提着重物在水平地面上行走,人做了功 ( )
6、人用力推车,但车未动,人没有做功 ( )
判断
✘
✔
✘
✘
✘
✔
总结:力不做功的三种情况
有力无距离
有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过距离,也叫“劳而无功”。
有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用,也就是没有力做功,也称“不劳无功”。
力与距离垂直
物体受到力的作用,也通过了距离,但通过的距离与受力的方向垂直,即“垂直无功” 。
功的计算
h
(1) (2)
(1)(2)移动距离相同,拉力越大,做功越多。
3h
(1) (3)
(1)(3)拉力相同,移动距离越远,做功越多。
h
二、功的计算
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
W = Fs
W = Fs
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
1 J=1 N · m
1J的意义: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。
在水平地面上,用50N的力沿着水平方向拉着重为100N的小车前进5m,拉力做的功等于 J,重力做的功等于 J。
W=Fs=50N×5m=250J
250
0
重力的方向是竖直向下的,在竖直方向上没有距离,所以重力所做的功为0
课堂小结
有力作用在物体上,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
有力 F 作用在物体上
沿力的方向移动一段距离 s
W = Fs
做功的两个必要因素
定义
功的计算
功
$$