内容正文:
第十一章——功和机械能
第1节 功
八年级物理下册 •人教版(2024新版)
问 题
新知探究
?
如图11.1-1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?
图11.1-1叉车举高货物
叉车怎样才能把货物从地面搬到车上?
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
温故而知新
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?画出力的示意图。
分析小车受力情况:
F
F支
F阻
G
静止
加速运动
匀速运动
G
F拉
F支
F阻
F支
G
新知探究
力学中的功
一
S
F
F
叉车除了用力托起物体上,还需要使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。
新知探究
力学中的功
一
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(图11.1-2),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。
1.定义:
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。
甲
乙
物体受到了力
在力的方向上移动了距离
共同点
做功的两个必要因素
s
新知探究
力学中的功
一
2.做功的条件:
F
F
F
(分析下图)
一个人搬石头时,搬而未起,人对石头的力是否做功?
一个人推车在水平方向上前行,人对车的推力是否做功?
搬而未起
冰壶离开手之后
人对冰壶是否做功
不做功
手的提力对滑板
是否做功
不做功
力距垂直(垂直无功)
无力有距(惯性无功)
不做功
有力无距(劳而无功)
新知探究
力学中的功
一
起重机对货物的拉力
是否做功
拉力F
距离S
不做功
力距垂直(垂直无功)
足球在空中飞行时
运动员将杠铃举着不动
不做功
有力无距(劳而无功)
不做功
无力有距(惯性无功)
新知探究
力学中的功
一
思考:小明对物体的三次做功中,哪次做的功较多?
做功的多少与什么有关?
移动距离S
移动距离2S
F
2F
第1次做功
第2次做功
第3次做功
做功的多少移动距离S有关
新知探究
功的计算
二
做功的多少与作用力F的大小有关
移动距离2S
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。
公式:功=力×距离W=Fs
专用单位:焦耳,简称焦,符号:J
1J=1N·m
牛
米
功的单位:牛·米(N·m)
物理意义:用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。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
新知探究
功的计算
二
力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.
例题(教材P86页):
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.
(g取10 N/kg)。
(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?
解:(1)拉力
F=G=mg =1.5 x103kgx10 N/kg=1.5x104N
拉力做的功
W=Fs=GS=1.5 x104Nx30m=4.5x105J
新知探究
功的计算
二
解:(2)在水平方向上移动了3m拉力做的功:
W=FS=Gx0=0(J)
答:(1)竖直向上的拉力做了4.5x105J功.
(2)竖直向上的拉力又做了0J功?
(2)依据需要,又将这个构件沿水平方向匀速移动了3 m。在水平运动阶段,竖直向上的拉力又做了多少功?
新知探究
功的计算
二
新知拓展
功的计算
二
新知拓展
功的计算
二
课堂小结
1.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?
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,B到C过程中运动员对冰壶没有力的作用,由于惯性滑行。
练习与应用
2.马拉着质量为2000kg的车在水平路面上前进400m,如果马的水平拉力做了3 x105J的功,那么马的水平拉力是多少?
解:根据做功的公式:W=FS
答:......
练习与应用
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。g取10 N/kg。
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。
解:举高0.8m做功:G=mg=200kgx10N/kg=2000N
W=Gh=2000Nx0.8m=1600J
举力向上,所以水平方向移动2m的过程中不做功
答:
解:重力做功
W=FS=Gh=0.5Nx2m=1J
答:......
练习与应用
Lavf58.76.100
Lavf58.76.100
Lavf58.76.100
$