内容正文:
物理
义务教育教科书 物理 八年级 下册
11.1功
1
1.结合实例理解机械能和功的概念,理解做功的两个必要因素;能用生活、生产中的实例,解释功的含义;会利用W=Fs及其变形公式进行简单的计算。
2.通过思考和讨论,判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功;学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
学习目标
【重、难点】
①重点:掌握力学中的功的含义,理解做功的两个必要因素。
②难点: 掌握功的计算公式和单位,会用公式进行计算。
用叉车搬运货物时,叉车把货物从地面提升到一定的高度。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。我们看到了叉车工作的成效。
推土机推土,对土有力的作用,使土被推到远处,我们看到了推土机工作的成效。
可见,机械在工作时可以产生相应的“成效”,那么在物理学中,怎么描述这种成效呢?
怎样才叫做功?
哎呀,搬不动啊!
劳动最光荣!
做工?
做功?
做功
做功
哎呀,拔不动啊!
做功
CONTENTS
目 录
功的概念
不做功的三种情况
功的计算及单位
课堂总结练习
1.图中物体受到几个力的作用?
2.什么力对物体的向上移动作出了贡献?
G
T
6
网球在光滑地面上滚动
8
上面展示的三幅图中,有的力对物体移动有贡献,有的力则对物体移动没有贡献。
物理学中的“功”吸收了一种“贡献”和“成效”意思在里面。
01
功的概念
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F支
G
F
F支
G
F阻
F 对小车
做了功
F
F支
G
F阻
对静止的木块受力情况分析?
叉车举高货物
F
s
物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,就说这个力对物体做了功。
s
F
F
F
s
物体受到了力的作用;
物体在力的方向上移动了一段距离。
共同点?
力学中的功
6
马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功,简称功。
7
通常而言,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了功。
s
s
F
A
F
B
s
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
注意:二者缺一不可。
必要因素
s
s
F
F
F
s
F
现在你知道用什么标准来判断是否做功吗?
P02
不做功的三种情况
做功的两个必要因素:
作用在物体上的力,物体在这个力的方向上移动的距离。
课堂活动
推桌子
搬运水桶
9
有力无距离(劳而无功)
人用力推打石头而没推动
s=0
F≠0
分析
9
有力有距离,但力和距离垂直。(垂直无功)
分析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
提箱子在水平路上走
不动——不做功
无力——不做功
足球离开脚后,虽然继续滚动,但人不对它施加力了,因此人对球不做功。
人推墙时,虽然有力作用在墙上,但墙不动,因此人没有对墙做功。
力不做功的实例
无力有距离(不劳无功)
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
分析
10
运动员对杠铃做了功
重力对运动员做了功
攀岩时,人克服自身重力做功。
人对小车做了功
力做功的实例
F
F
s
小孩的拉力F拉小狗移动了一段距离s,我们说小孩的拉力对小狗做了功,或简单地说小孩对小狗做了功。
它们都做功了吗?
有力但没在力的方向上移动一段距离,不做功。
s
不做功
提着小桶在水平路上匀速前进。有力有距离,但力与距离垂直。
v
光滑的冰面
水平方向上移动了距离,但水平方向上没有受力,所以没有做功。
小车陷入草地中,农夫用力没能推出,农夫对小车做功了吗?
期中考试没考好,小卫无精打采地背着书包走在校园林间小道上,小卫对书包做功了吗?
s
不做功
用手将抽屉推好,手对抽屉做功了吗?
没有办法,考得再差,也得回家啊!请问,下列情景中,小卫对书包是否做功?
波比从楼上摔了下来,摔得鼻青脸肿的,什么力对波比做了功?
不做功的三种典型情况
有力无距离(劳而无功)
无力有距离(不劳无功)
有力有距离,但力和距离垂直(垂直无功)
观察分析下面图片,他们都算做功了吗?
(a)人推车,车未动。
(b)马拉车前进。
(c)起重机将货物从地面提起。
(d)抱着书水平前进。
a、d不做功
b、c做了功
14
大显身手
F
S
搬着物体上楼梯时,人对物体有没有做功?为什么?
F
F
S
S
哪个力的作用对小车有“成效”?有“贡献”呢?
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F
F支
G
F阻
s
不做功
不做功
做功
摩擦力的方向与物体的运动方向相反,物理学中通常说物体克服摩擦力做了功。
物体沿斜面上升的过程中,要克服重力和摩擦力做功。
f
F
G
N
不做功
做功
03
功的计算
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。
功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
知识点
功的计算
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。
焦耳是一位主要靠自学成才的科学家,他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月, 在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系,并测得热功当量的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。
为了证明这个发现是成功的,焦耳以极大的毅力,采用不同的方法,长时间地反复进行实验。直到1850年,焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年,焦耳反复作了四百多次实验,结果都相差不远。
伟大的物理学家—焦耳
18
例题 在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的车子,前进了10 m,推车子的小朋友做了多少功?如果把这个车子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
解:推车子做功W1= Fs =50 N×10 m=500 J
举车子做功W2= F's'=Gh=100 N×1.5 m=150 J
s'
F'
s=10m
F=50N
G
例下列关于功的说法正确的是( )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时。推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功。
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功。
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功。
D
力与移动方向垂直,不做功。
杠铃在力的方向上移动了距离,运动员做了功。
不动不做功
课堂练习
例用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图象分别如图中的①②所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是 ( )。
A. F1>F2 W1>W2
B. F1=F2 W1>W2
C. F1=F2 W1<W2
D. F1<F2 W1<W2
B
摩擦力不变
两次均作匀速直线运动
因此F1=F2
s1>s2
由W=Fs
可知W1>W2
连接中考
04
课堂总结练习
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=Fs
1. 下列有关力做功的说法中正确的是 ( )
A. 用水平力推着购物车前进,推车的力做了功.
B. 把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功.
C. 书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功.
D. 挂钩上的书包静止时,书包受到的拉力做了功.
A
基础巩固题
2.下列关于物体做功多少的讨论,正确的是 ( ).
A. 对物体施加的力越大,做功越多.
B. 物体移动的距离越长,做功越多.
C. 对物体施加一定的力,物体移动的距离越长,做功一定越多.
D. 对物体施加一定的力,物体在力的方向上移动的距离越长,做功一定越多.
D
基础巩固题
3. 一个足球运动员用100 N的力踢一个重为5 N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚了40 m,在球滚动过程中,运动员对足球做的功为 ( ).
A. 500 J B. 200 J
C. 700 J D. 0 J
D
基础巩固题
4.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做的功最接近 ( ).
A. 0.02 J B. 0.2 J
C. 2 J D. 20 J
C
基础巩固题
5. 小明放学后,背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m。又登上大约10 m高的四楼才回到家。则他在回家过程中对书包所做的功为( ).
A. 0 J B. 400 J
C. 2 000 J D. 2 400 J
B
基础巩固题
再见
下课了!
数学来源于生活
又服务于生活
53
相逢是首歌
军旅歌曲
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208548.05
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酷我音乐
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