内容正文:
11.1 功 学习任务单
班级:________ 姓名:________ 小组:________
学习目标
1. 能用生产生活实例说明机械功的含义,从物理学角度认识机械功。
2. 能判断日常生活中物体是否做功,理解做功的两个必要条件。
3. 能用公式计算功和了解身边一些力做功的大小。
课堂探究任务
探究任务一 做功的定义
◎ 观察与思考
(a)图
(b)图
问题1:如图(a)所示,重物上升过程中,受几个力的作用?哪个力对重物有"成效",做了贡献?
问题2:如图(b)所示,汽车在行驶过程中,受几个力的作用?哪个力对汽车有"成效",做了贡献?
问题3:上述现象的共同点是什么?
问题4:阅读课本P2~P3的内容,写出做功的概念:________________________________。
◎ 它们做功了吗
(c)图
(d)图
问题5:如图(c)所示,人用力推车,但车未动。推力做功了吗?为什么?
问题6:如图(d)所示,小明提水在水平路面匀速平稳前行,小明对水桶的拉力做功了吗?为什么?
◎ 归纳总结
1. 做功的两个必要因素:(1)________________________;(2)________________________。
2. 不做功的三种情况:(1)________________,如推而不动;(2)________________,如物体不受力因惯性运动;(3)________________,力的方向与运动方向垂直。
◎ 应用
应用1 原锦纶会馆坐落在广州市康王路上,为使市政建设与文物保护能够双赢,需把会馆平移。先在原来会馆底部浇制一层厚厚的水平承托板。迁移时,首先利用机械将会馆由南向北平移80.5 m,然后向上顶升1.085 m,接着由东向西平移22 m,最后再水平旋转1°。在这四个过程中,承托板对整座会馆的支持力在下列哪个过程中做了功?( )
A. 由南向北平移 B. 向上顶升
C. 由东向西平移 D. 水平旋转
探究任务二 功的计算
◎ 阅读与思考
阅读课本P4~P5,回答下列问题。
问题1:功的计算公式是什么?功的单位是什么?
问题2:你认为计算做功多少时,需要注意哪些问题?
(1) 同体性:F、s必须是________________的受力和移动的距离;
(2) 同向性:s必须是物体沿________________上移动的距离;
(3) 统一性:各个量单位要________,即W—J、F—N、s—m。
问题3:在水平地面上,小明用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,小明做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1 m,他做了多少功?
我的解答:_______________________________________________________
◎ 归纳总结
1. 机械功的大小:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积,即;在竖直方向上,常用计算功的大小。
2. 单位:国际单位制中,功的单位是________,简称________,符号为________,。
3. 1 J表示的物理意义:____________________________________________________。
◎ 应用
应用2(2025·惠州期中)水平地面上一静止木箱重800 N,某人用60 N的水平推力在5 s内推动木箱前进10 m,撤去推力后木箱又继续前进了2 m,整个过程中水平推力做功为________J,重力做功为________。撤去推力后木箱仍继续前进,此时对木箱________(选填"有"或"没有")做功。
◎ 特别提醒
1. 运用解题时,各量必须相对应,要计算某个力做的功,必须用这个力乘以物体在这个力的方向上通过的距离,算出的才是这个力对物体做的功。
2. 两种功的计算:①重力做功或克服重力做功:;②摩擦力做功或克服摩擦力做功:。
课堂练习
知识点一 做功的定义
1. 下列情况中,力对物体做了功的是( )
A. 老师提着实验箱从一楼走到三楼
B. 工人用力推桌子,桌子不动
C. 举重运动员举着杠铃不动
D. 起重机吊着货物沿水平方向匀速运动
2. 下列几种情景中,人对物体做了功的是( )
A. 人背着书包在水平路面上前进
B. 人把一箱报刊搬起来
C. 人推车但车纹丝不动
D. 球离开人脚后继续滚动时
3. 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的________;二是物体在力的方向上移动的________。功的物理量符号用________表示。
4. 功的单位符号是________,这个单位是为了纪念物理学家________而命名的。
知识点二 功的计算
5. 对于功的理解,下列说法正确的是( )
A. 作用在物体上的力越大,做功越多
B. 物体通过的距离越长,对物体做的功越多
C. 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,做功越多
D. 有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功
6. 如图所示,用弹簧测力计先后两次拉着同一物体竖直向上运动了相同的距离,两次运动的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
题6图
A. 第1次比第2次拉力对物体做的功多
B. 第1次比第2次所用的拉力大
C. 两次拉力对物体所做的功一样多
D. 第1次比第2次所用的拉力小
7. 如图所示,用大小相同的拉力F,分别沿光滑和粗糙的水平面拉物体,物体在力的作用下移动的距离相等,比较两种情况下拉力所做的功,则( )
题7图
A. 图甲做功多 B. 图乙做功多
C. 做功一样多 D. 无法判断
8. 小明用100 N的水平推力,使重1 000 N的小车在水平面上匀速移动了5 m,此过程中小车受到的阻力为________N;小车所受重力做的功为________J。
能力提升练
9. (2025·广东中考)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上,运动员用水平推力从a点推动冰壶,经过b点时松手,冰壶到达c点停止运动。由a到b和由b到c的过程中,冰壶受到的滑动摩擦力分别为和,运动员对冰壶做的功分别为和,则( )
题9图
A.
B.
C.
D.
10. 下列对物体做功接近1 J的是( )
A. 中学生将1个鸡蛋匀速举过头顶
B. 中学生从1楼跑到3楼
C. 运动员将杠铃举在空中不动
D. 中学生跳绳1次
11. 为了记录运动会中精彩的瞬间,某学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,当无人机水平飞行时,升力对无人机________(选填"做功"或"不做功"),重30 N的无人机竖直向上飞行100 m,无人机克服重力做的功为________J。
题11图
参考答案
探究任务一 做功的定义
问题1:重物受到了重力和拉力的作用;拉力对重物有"成效",做了"贡献"。
问题2:汽车受到了重力、支持力、牵引力、阻力的作用;牵引力对汽车有"成效",做了"贡献"。
问题3:物体在力的方向上移动了距离。
问题4:作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离。
问题5:推力没有做功。因为人用力推车,但车未动,即车没有在推力的方向上移动一段距离,故推力对车没有做功。
问题6:没有做功。因为小明对水桶施加的拉力是竖直向上的,水桶是在水平方向上移动的,拉力的方向与移动方向垂直。
归纳总结:1. (1) 作用在物体上的力;(2) 物体在这个力的方向上移动一段距离。2. (1) 有力无距离;(2) 有距离无力;(3) 有力有距离。
应用1:B。解析:向上顶升时,承托板对会馆的支持力竖直向上,会馆在支持力的方向上移动了1.085 m的距离,支持力做了功;由南向北平移、由东向西平移和水平旋转的过程中,会馆移动的方向都与支持力的方向垂直,支持力不做功。故选B。
探究任务二 功的计算
问题1:功的计算公式是;在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号为J。
问题2:(1) 同一物体;(2) 力的方向;(3) 统一。
问题3:500 J;100 J。
解:
小明推动箱子做的功:
小明举高箱子做的功:
归纳总结:2. 焦耳;焦;J。3. 在1 N的力的作用下,物体沿力的方向通过1 m的距离,该力做的功就是1 J。
应用2:600;0;没有。解析:整个过程中水平推力为60 N,木箱在推力的方向上移动的距离为10 m,推力做的功为;重力的方向竖直向下,木箱在水平方向上移动,重力不做功;撤去推力后,木箱由于惯性继续前进,没有力对木箱做功。
课堂练习
题1:A。解析:实验箱在提力的方向(竖直方向)上移动了距离,老师对实验箱做了功;B中桌子不动,有力无距离;C中杠铃不动,有力无距离;D中货物沿水平方向移动,吊力竖直向上,力的方向与移动方向垂直。故选A。
题2:B。解析:把一箱报刊搬起来,报刊在人施加的力的方向上移动了距离,人对报刊做了功;A中背力竖直向上,书包沿水平方向移动;C中车纹丝不动,有力无距离;D中球靠惯性滚动,人不再施力。故选B。
题3:力;距离;W。
题4:J;焦耳。
题5:C。解析:功由力的大小和物体在力的方向上移动的距离共同决定,只有力大或只有距离长都不能确定做功多;有力作用在物体上,物体没有在力的方向上移动距离时,该力不做功。故选C。
题6:C。解析:同一物体竖直向上运动,拉力大小都等于物体的重力,两次运动的距离相同,由可知两次拉力做的功一样多;由s-t图像可知第1次运动得快,但拉力不变。故选C。
题7:C。解析:两种情况下拉力F大小相同,物体沿拉力方向移动的距离相等,由可知两种情况下拉力做的功一样多,与接触面的粗糙程度无关。故选C。
题8:100;0。解析:小车匀速运动,受平衡力作用,阻力;重力方向竖直向下,小车在水平方向上移动,重力不做功,为0 J。
题9:B。解析:冰面粗糙程度相同,冰壶对冰面的压力不变,所以两段冰面上冰壶受到的滑动摩擦力大小相等,即;由b到c松手后,冰壶靠惯性运动,运动员对冰壶不做功,,而,所以,A、C、D错误。故选B。
题10:A。解析:一个鸡蛋重约0.5 N,匀速举过头顶通过的距离约2 m,做功约为,最接近1 J;中学生从1楼跑到3楼做的功远大于1 J;杠铃举在空中不动不做功;中学生跳绳1次克服重力做的功也明显大于1 J。故选A。
题11:不做功;3 000。解析:无人机水平飞行时,升力方向竖直向上,与移动方向垂直,升力不做功;无人机克服重力做的功为。
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