(共20张PPT)
第十一章 功和机械能
第1节 功
情景导入
用力推石头,石头一动不动,有力,但是没有成效。
踢足球,球飞出后,没有了踢力,足球受到阻力,会停下来,力的作用有了成效。
想一想:汽车打滑,车的牵引力产生效果了吗?为什么呢?
叉车叉起箱子用了力,力有了成效;托起箱子水平移动,竖直向上的支持力却没有成效。
合作探究
知识点一 力学中的功
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,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。
知识引入
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这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素?移动的距离和力之间有何关系?
物体在绳子拉力
的作用下升高
木箱在推力的作用下
向前运动了一段距离
都有力,物体都移动了一段距离。
是在力的作用下,在力的方向上移动的距离。
女生用力而未移动距离;
男生水平方向移动了距离,但水平方向上却没有力。
男生提着滑板在
水平路面上前行
女生搬而未起
根据以上分析得出,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。
这两幅图中移动的距离和力之间有何关系?
交流讨论
请同学们用做功的两个必要因素交流讨论判断下面几种情况,力对物体是否做了功?
(1)手提着钩码在空中静止不动,问拉力是否对钩码做功?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人做功了吗?
(3)用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球做功了吗?
(4)人推着木箱前进时,箱子的重力和支持力做功了吗?为什么?
(5)人提一桶水沿水平方向前进,拉力做功了吗?
(6)手提着钩码匀速上升,问拉力是否对物体做功?为什么?
归纳总结
不做功的三种情况:
(1)有力无距离(劳而无功);
(2)无力有距离(不劳无功);
(3)有力有距离,但力和距离垂直(垂直无功)。
材料拓展
力和功
力和功是两个完全不同的物理概念。力是物体间的相互作用,作用的结果会使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化;做功包括两个必要的因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。力有大小、方向、作用点三个要素;功只有大小,没有方向。力的单位是牛顿,功的单位是焦耳。
虽然在做功的过程中一定有力作用在物体上,但是反过来,有力作用在物体上,这个力不一定做功。例如,用力推一个静止在地面上的木箱,但没有推动,
木箱没有移动,那么,这个推力就没有
做功。另外,当力跟物体通过的距离垂
直时,这个力也没有做功。例如,小球
由于惯性在水平桌面上运动,它受的重
力对小球就没有做功。只有当力作用在
物体上,而物体又沿这个力的方向通过
了一段距离,这个力才做了功。
通过以上的学习,我们知道了做功包含两个必要因素,缺一不可,又知道有三种情况下力不做功,那么试想一下,力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?
提出问题
知识点二 功的计算
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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。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
公式:功=力×距离
W = Fs
功的计算公式
功的单位和物理意义
牛 (N)
米 (m)
焦耳 (J)
即:1 J=1 N · m
W = Fs
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。
单位:焦耳。
焦耳(1818-1889)
例题展示
一个人用50 N的力沿水平方向匀速推一辆重200 N的车前进2 m,求这个人对车做功多少?重力对车做功多少?
解:人的推力为50 N,在推力的方向上车移动的距离为2 m,
则这个人对车做功:W人=Fs=50 N×2 m=100 J;
重力在竖直方向上没有移动距离,所以重力对车做的功:
W重=Gh=200 N×0 m=0 J。
答:这个人对车做功100 J,重力对车做功0 J。
知识延伸
公式W=F·s的运用应注意以下几点:
如果一个力的方向和物体移动的方向相反,我们就说物体克服这个力做功。
①同一性:F和s是对同一物体;
②同时性:F和s同时发生;
③同向性:F和s方向一致;
④统一性:F、s、W的单位分别是N、m、J。
课堂小结
力学中的功
功
功的计算
功的单位:焦耳(J)
功的计算公式:W=Fs
功的定义
做功的两个必要因素
不做功的三种情况
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动的距离
随堂检测
1.下列说法中正确的是( )
A.用手从地面竖直提起水桶,手竖直向上的拉力对水桶做了功
B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手竖直向上的拉力对水桶做了功
C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对铅球做了功
D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功
B
2.某足球运动员在水平方向用25 N的力,将10 N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中,脚对球所做的功为( )
A.750 J B.300 J
C.450 J D.0 J
D
3.起重机将2×104 kg的货物从地上匀速吊起3 m高后,又在水平方向上移动5 m,求起重机做了多少功?
解:起重机的拉力等于货物的重力,在水平方向移
动,拉力不做功,所以,起重机做的功为:
W=Fs=Gh=mgh
=2×104 kg×10 N/kg×3 m=6×105 J
谢谢观看