第十一章 功和机械能
11.1 功
【学习目标】
1.知道做功的两个必要因素。
2.知道不做功的三种情况,会判断力是否做功。
3.知道功的计算公式和单位,并会用功的公式进行一些简单计算。
重点难点:
1.理解做功的两个要素,会用功的公式进行简单计算。
2.正确判断力对物体是否做功。
学习内容一:力学中的功
学习指导:阅读课本P62、P63的相关内容,理解做功的两个必要因素。
【自学检测】
1.用细绳水平拉着木块在水平桌面前进时木块受到四个力的作用,拉力对木块的移动作出了贡献,摩擦力对木块移动起阻碍作用。
2.做功的两个必要因素是:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上移动的距离。
【合作探究】教师巡视督促指导
对照做功的两个必要因素讨论:
1.图P11.1—2力对物体做功的实例有什么共同特点?(画出受力方向和物体移动的方向进行分析总结)
2.图P11.1—3力没对物体做功的实例有什么共同特点?(画出受力方向和物体移动的方向进行分析总结)
3.判断下列说法的对错(对的打“√”,错的打“×”)。
(1)只要有力作用在物体上,力就对物体做了功。(×)
(2)物体只要移动了距离,就做了功。(×)
(3)物体从高处落下重力做了功。(√)
(4)有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就做了功。(×)
(5)手提着重物在水平地面上行走,人做了功。(×)
(6)人用力推车,但车未动,人没有做功。(√)
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
怎样判断物体是否做功:
做功包含两个必要因素:一个是有力作用在物体上,另一个是物体在力的方向上通过一段距离,二者缺一不可。
2.下面三种情况力没有对物体做功:
(1)劳而无功:有力作用在物体上,但物体没有移动。如:小孩推车,车不动,推力不做功。
(2)不劳无功:物体靠惯性移动一段距离,并不是受到力的作用向前运动。如:投出去的篮球在空中继续飞行。
(3)直无功:力的方向与物体的运动方向垂直,力没做功,如:小明提着水桶水平移动,拉力没有做功。
【即时练习】
1.下面几种情况下,力做了功的是(C)
A.用力把杠铃举在空中不动
B.用力提着水桶水平匀速移动
C.用力在斜面上拉车前进
D.物体在光滑的平面上匀速移动
2.下列情景中,重力对小球做功的是(A)
A.小球从高处下落
B.小球在地面上静止不动
C.小球沿水平轨道运动
D.小球在绳子拉力作用下在水平面内做匀速圆周运动
学习内容二:功的计算
学习指导:课本P63至P64文字内容和插图,熟记功的计算公式、单位及其换算。
【自学检测】
1.力学中,把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
2.在力学里计算力对物体做功的公式是W=Fs。
3.公式中符号表示意义:W表示功,F表示力,s表示距离。
4.在国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专门的名称叫做焦耳,简称焦,符号是J,1J=__1__N·m。
【合作探究】教师巡视指导
1.自学例题:①要求马做的功必须知道哪两个条件?②先求什么,后求什么?③计算时单位化成什么单位?
2.分析下列三种情况中做功的多少?
(1)甲将一块重为10牛的砖从水平面搬到10米高的脚手架上。
(2)乙将两块重为10牛的砖从水平面搬到10米高的脚手架上。
(3)丙将一块重为10牛的砖从水平面搬到20米高的脚手架上。
小结:作用在物体上的力越大,使物体移动的距离越大,力所做的功就越多。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1.起重机将重3×103N的楼板以1m/s的速度从一楼举到四楼顶(每层楼高按3m计算),又将楼板水平移动了3m,在整个过程中,起重机对楼板做的功是(D)
A.1×103J B.9×103J
C.2.7×104J D.3.6×104J
解析:从一楼举到四楼拉力克服重力向上拉,使物体在力的作用下通过的距离是12m,做功为3.6×104J,水平移动3m时,起重机的拉力向上,属于垂直无功。
2.某同学用50N的力将重10N的足球踢出去15m远,该同学对足球做的功是(D)
A.750J
B.150J
C.没有做功
D.做了功,但条件不足,无法确定
解析:足球踢出去后靠惯性移动的15m,这段距离该同学的踢力没有做功,足球踢出去前,脚对足球施加了力且球在力的作用下移动了一段距离,这期间踢力做功了,但是题目没给出受力移动的距离大小,所以该同学做了功,缺少条件无法计算。
【即时练习】
1.P64第1、2、3、4题
2.质量为100kg的物体,在拉力F的作用下沿水平地面匀速前进了5m,物体运动时受到的摩擦力是重力的0.05倍,求拉力F做的功。(g=10N/kg)