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第1节 功
第十一章 功和机械能
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?
情境引入
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,说这个力对物体作了功。
F
1.力学中的功
马拉车
F
s
拉力对车做了功
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,这个力对物体做了功。
合作探究
s
F
F
拉力对货物做了功
起重机吊起货物
(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
现在你知道用什么标准来判断是否做功吗?
s
F
F
F
s
F
2.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。
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
议一议
(1)当你抱着一摞书不动时,你累吗?你对书做功了吗?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人累吗?人对讲台做功了吗?
无力有距离(不劳无功)
分析
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
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?
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
s
s
不做功
不做功
不做功的三种典型情况
有力无距离(劳而无功)
有力有距离,但力和距离垂直(垂直无功)
无力有距离(不劳无功)
功=力×距离
功的计算
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。
1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2.功的单位和物理意义
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
W = Fs
物理意义: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
物理上的“功”指什么?
功的单位是什么?
怎样判断力对物体做功了?
功如何计算?
课堂小结
1.在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
50 N
100 N
10 m
随堂练习
解:W1= Fs =50 N×10 m=500 J
答:他推箱子做功500 J,举箱子做功150 J。
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.0J
D
3.起重机将2×104 kg的货物从地上吊起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