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第十一章 机械与功 11.3 功 功率 用叉车搬运货物 人推汽车前进 知识点1 做功 1.功的概念:如果力作用在物体上,并使物体沿力的方向移动一段距离,我们就说力对物体做了功。 马拉雪橇 F l 2.做功的两个必要因素: ①作用在物体上的力 ②物体在力的方向上移动的距离 F F s 3.不做功的三种情况 (1)有距离无力(不劳无功) 足球因为惯性移动一段距离,运动方向上没有力对足球做功。 (2)有力无距离(劳而无功) 3.不做功的三种情况 有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有移动距离,力对物体没有做功。 搬而未动 推而未动 (3)力与距离垂直(垂直无功) 3.不做功的三种情况 物体受到力的作用,也移动了一段距离,但移动的距离与力的方向垂直,在力的方向上没有移动距离,则这个力对物体没有做功。 手提包在水平方向上运动 例题:如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( ) A.大力士拉着汽车前行,此时人拉车的力做了功 B.起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功 A C.举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功 D.足球在水平地面上运动,足球的重力对足球做了功 知识点2 功的计算 1.功的大小:功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。 2.计算公式: W = Fs (同体性,同时性,同向性) 牛(N) 米(m) 焦耳(J) 3.功的单位: N m J= 1 1 焦耳 1J的物理意义: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。 把1个鸡蛋举高2m,做的功大约是1J。 注意:力的方向与物体的运动方向相反,称为克服这个力做功。 【例题】如图所示,用20N的水平推力,使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。试求推力和重力对物体做的功。 W=Fs=20 N 0.5m=10 J 解: 推力20N,物体在推力的方向移动距离0.5m,则推力做的功 重力沿竖直方向,而物体在竖直方向上没有发生移动,所以重力做功为零。 次 数 直接测量的物理量 计算物理量 G/N F2/N H1/cm H2/cm GH1 F2H2 1 0.6 0.3 7.0 14.0 4.20 4.20 2 1.1 0.55 5.7 11.4 6.27 6.27 3 1.6 0.8 3.8 7.6 6.08 6.08 知识点3 功的原理 功的原理:使用任何机械都不省功 吊车搬运 人工搬运 运送相同数量的砖头,人工需要几小时,吊车只需几分钟。 做功有快慢之分,物理学上如何描述做功的快慢呢? 知识点4 功率 1. 功率:功与完成这些功所用时间之比。 2. 物理意义:表示做功快慢的物理量。 3. 功率的公式: 焦耳(J) 秒(s) 瓦特(W) 焦/秒(J/s) 1W=1J/s 4. 功率的单位: 1kW=103W 1MW=103kW 1W的物理意义:物体在1s内做功为1J。 5. 功率的推导式 应用:驾驶功率一定的机车,上坡是总要减速行驶。 (F 与v 在同一条直线上) 原因:根据P=Fv可知,在功率P一定时,减小车速v,可增大牵引力F,更容易上坡。 m/s 小轿车功率为是10kW~100kW 人步行的功率约为30W 日常骑行功率大约为100W 优秀运动员的功率可达1000W 生活中的功率 课堂小结 课堂练习 1. 下列说法,其中正确的是( ) A.用力越大,物体移动的距离也越大,则力做的功也一定越大 B.力的大小一定,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功一定越大 C.力的大小一定,力所做的功与物体移动的距离成正比 D.物体受到的力越大,则力对物体做的功也越大 B 2.如图所示,用大小相