内容正文:
初中物理鹿老师
第十一章 功
第十一章
功
初中物理鹿老师
第1节 功
第十一章 功
初中物理鹿老师
学习目标
1.通过生活实例,知道力学中做功的含义,能说出做功包含的两个必要因素;
2.能判断出力是否对物体做功,能列举生活中关于做功的实例;
3.能用公式W=Fs进行简单的计算。
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功
如图所示,叉车要把货物从地面搬到车上。在这个过程中,叉车除了要对货物施加力,还需要怎样做才能完成这个任务?
很明显,叉车要完成这个任务,除了用力托起货物,还需要使货物在这个力的方向上移动一段距离。
也就是说,在叉车举高货物的过程中,货物受到一个向上的力F的作用,并且在这个力的作用下,向上移动了一段距离s,力F作用的成效体现在货物被举高了。
对于这种情况,物理学中就说叉车托起货物的力做了功。
F
F
s
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功
通常而言,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。
功
s
拉力对车做了功
F
马拉车前进
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功
通常而言,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。
功
s
F
s
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功
通常而言,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。
1.做功的两个必要因素:
功
作用在物体上的力;
物体在这个力的方向上移动距离。
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功
功
下列情境中,力对物体是否做功?
跳水过程中
电梯上行过程中
G
F支持
支持力对人做功
重力对人做功
向上拉动物体中
F
拉力对物体做功
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功
功
下列情境中,力对物体是否做功?
学生背着书包水平运动
冰壶在平滑的冰面上滑行
人用力推石头而没推动
F
F
有力F,但物体未在力的方向上移动一段距离
力 F 对石头没做功
有竖直向上的力F,有水平向前运动,但力的方向与运动方向垂直
力 F 对书包没做功
冰壶水平方向上向前运动,但水平方向未受力
没有力做功
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功
通常而言,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。
1.做功的两个必要因素:
2.力对物体不做功的三种情况:
①有力无距离;
②有距离无力;
③力与距离相互垂直。
功
作用在物体上的力;
物体在这个力的方向上移动距离。
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功
甲与乙两次,乙做功更多。在力的大小相同时,乙在力的方向上移动的距离越长,乙的成效越明显,所以乙做功更多。
甲与丙两次,丙做功更多。在力的方向上移动的距离相同时,丙的力更大,丙的成效更明显,所以丙做功更多。
功的计算
甲
乙
丙
作用在物体上的力越大、物体在力的方向上移动的距离越远,力所做的功也就越多。
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功
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功的计算
W 指功,单位为J。
F 指力,单位为N。
S 指力的方向上移动的距离,单位为m。
1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1J。
人用力将两个鸡蛋(1N)提高1m,所做的功约为1J。
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功
乙与丙两次,做功一样多。
功的计算
甲
乙
丙
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功
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
1.同时性:
在受力的同时移动了距离;移动距离的同时受了力。
2.同向性:
力F的方向与移动距离s的方向必须是相同的。
3.同体性:
力F与移动的距离s对应的是同一个研究对象。
功的计算
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功
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
如果物体在力的作用下移动的方向与一个力(阻力)的方向相反,我们就说物体克服这个力做功。
功的计算
F拉力
G
人在爬楼梯时,要克服自己的重力做功,计算做功的大小时,应该用人的重力G乘以楼梯的竖直高度h:
W=Gh
G
h
F支持力
f摩擦
F推力
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目前,我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高,还能大幅降低能耗,避免现场粉尘、泥浆等的污染,实现绿色施工。
(1)把质量为1.5t的构件匀速提升到30m高的楼顶,竖直向上的拉力做了多少功?
(2)依据需要,又将这个构件沿水平方向匀速移动了3m。在水平运动阶段,竖直向上的拉力又做了多少功?g取10N/kg。
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功
功的计算
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目前,我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高,还能大幅降低能耗,避免现场粉尘、泥浆等的污染,视线绿色施工。
(1)把质量为1.5t的构件匀速提升到30m高的楼顶,竖直向上的拉力做了多少功?
(1)构件在竖直方向上做匀速直线运动,构件所受的拉力与重力大小相等,即
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
构件在竖直方向移动的距离 s=30m
所以,拉力做的功 W=Fs=1.5×104N×30m=4.5×105J
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功
功的计算
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目前,我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高,还能大幅降低能耗,避免现场粉尘、泥浆等的污染,视线绿色施工。
(2)依据需要,又将这个构件沿水平方向匀速移动了3m。在水平运动阶段,竖直向上的拉力又做了多少功?g取10N/kg。
(2)拉力的方向竖直向上。构件在水平方向上移动了3m,但在竖直方向上没有移动距离,即s‘=0。所以,拉力做的功
W’=Fs’=0
在竖直上升阶段,拉力做的功为4.5×105J。在水平运动阶段,拉力做的功为0。
11.1
功
功的计算
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课后练习
1.如图是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。在冰壶由A到B、由B到C的过程中,运动员对冰壶是否做功?为什么?
在由A到B的过程中运动员对冰壶做功,由B到C的过程中运动员对冰壶不做功。
在由A到B的过程中,运动员对冰壶施加了推力,并且冰壶在推力的方向上移动了一段距离,所以由A到B的过程中运动员对冰壶做功。
而在由B到C的过程中,此时运动员已经松开了手,没有对冰壶施加推力。冰壶由于惯性在继续滑行,因此,由B到C的过程中运动员对冰壶不做功。
11.1
功
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课后练习
2.马拉着质量为2000kg的车在水平路面上前进400m,马的水平拉力做了3×105J的功,马的水平拉力是多少?
11.1
功
根据功的计算公式W=Fs可得
所以,马的水平拉力是750N。
注意:重力的方向与运动方向相互垂直,对车不做功,所以车的质量这个条件是无用条件!!
初中物理鹿老师
课后练习
3.叉车把质量为200kg的货物缓慢举高0.8m,然后又沿水平方向缓慢移动2m到车厢旁。请分析整个过程中叉车对货物做功的情况并计算功的大小。
11.1
功
叉车把质量为200kg的货物缓慢举高0.8m时对货物做了功,要计算做功大小,就需要先知道物体的重力: G=mg=200kg×10N/kg=2000N
则做功大小为: W=Gh=2000N×0.8m=1600J
叉车沿水平方向缓慢移动2m时不对货物做功,因为叉车给货物的力是竖直向上的,但运动的方向是水平方向,相互垂直所以不做功。
初中物理鹿老师
课后练习
4.一枚鸡蛋从2m高处落到地面,重力大约做了多少功?写出你是怎样估算的。
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功
一枚鸡蛋的重力约为0.5N,则从2m高处落到地面时,重力大约做功
W=Fs=Gh=0.5N×2m=1J
课堂小结
11.1
功
①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。
②两个要素 :一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动了距离。
③不做功的三种情况:有力无距离;有距离无力;力与距离相互垂直。
①功:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
②计算公式:W = Fs
③同时性、同向性、同体性
④公式变形:求作用在物体上的力:F=W/s
求在力的方向上移动的距离:s=W /F
功
功的概念
功的计算
初中物理鹿老师
初中物理鹿老师
谢 谢
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