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第十一章 机械功与机械能
11.1 怎样才叫做功
目录
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
课程要求
1. 结合实例,认识功的概念。
2. 知道机械功,用生活中的实例说明机械功的含义。
知识点精讲
知识点1:机械功的概念
1. 物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做了功。做功的两个必要因素:作用在物体上的__________和物体在__________的方向上通过的__________。
力
力
距离
1. 下列关于功的各种说法中,正确的是( )
A. 只要有力作用在物体上,就一定做了功
B. 只要物体移动了距离,就一定做了功
C. 只要有力作用在物体上,物体又移动了距离,就一定做了功
D. 只要有力作用在物体上,物体又在该力的方向上移动了距离,就一定做了功
D
2. 下列关于力做功的说法中,力做了功的是( )
C
3. 下列关于做功的几个判断中,正确的是( )
A. 起重机将货物吊起后静止在空中时,起重机的拉力对货物做了功
B. 人用力托着一箱货物站着不动时,人对货物没有做功
C. 汽车载着货物在水平公路上行驶时,汽车对货物向上的支持力做了功
D. 某个人将铅球推出,铅球在空中运动时,推力在对铅球做功
B
思路点拨:做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离。根据做功的两个必要因素可知,不做功有三种情况:有力无距离(s=0)、有距离无力(F=0)、力F和距离s相互垂直(F⊥s)。
易错辨析:(1)研究力做功的问题时,首先要明确是哪个力,即分析具体力的施力物体、受力物体及这个力的方向;然后再分析物体是否在这个力的方向上移动了一段距离。
(2)分析人在推、踢物体时,对物体的做功要分为两个阶段:第一个阶段是人与物体接触,人对物体做功;第二个阶段是物体与人分离,物体由于惯性而运动,人没有对物体做功。
知识点2:机械功的计算
2. 力对物体做的功等于__________与物体__________________
_______________的乘积。用__________表示前者,用__________表示后者,用W表示功,则功的公式可以表示成__________,功的单位是__________,简称为__________,符号是__________。物体在1 N的水平拉力作用下沿力的方向移动了1 m,那么这个力做的功为__________。
力
在力的方向上移动的距离
F
s
W=Fs
焦耳
焦
J
1 J
4. 如图11-1-1所示,甲图地面粗糙,乙图地面光滑。在恒力F的作用下,甲图中的物体做匀速直线运动,乙图中的物体做加速直线运动;它们在力的方向上前进了相同的距离,力F做的功分别为W甲、W乙,则正确的是( )
A. W甲>W乙
B. W甲=W乙
C. W甲<W乙
D. 条件不足,无法确定
B
5. 重为50 N的物体,在10 N的水平力的作用下沿水平方向移动了5 m,那么该水平力对物体做的功是( )
A. 50 J B. 2 500 J
C. 500 J D. 上述结果都不对
6. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近( )
A. 9 J B. 30 J C. 90 J D. 300 J
A
C
7. 如图11-1-2所示,用10 N的推力F,将桌面上重为20 N的物体由A处水平推动1 m到达B处后,停止推动。物体由于__________继续向前运动了0.2 m,最后掉到地面C处。在此过程中,推力对物体做功_________J;重力对物体做功________J。
惯性
10
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8. 重为1 000 N的小车,在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10 m,设小车所受的阻力为车重的0.3倍,求拉力对小车做的功和小车重力做的功。
解:小车匀速前进受到的拉力与阻力相等,即F=f=0.3G=0.3×1 000 N=300 N,
拉力对小车做的功W=Fs=300 N×10 m=3 000 J;
由于小车所受重力方向与小车前进方向垂直,因此重力不做功,即W重=0。
答:(略)
思路点拨:机械功计算公式:W=Fs;变形公式:s= F= 。s必须是相对同一个物体在同一段时间内在F的作用下产生的。计算时F必须用主单位,s要用m作单位。
易错辨析:(1)机械功的大小由F与s的乘积决定,与物体的质量、物体的运动方向、接触面的粗糙程度等因素无关。
(2)物体由于惯性而运动的距离不能计入s中。
知识点3:机械功原理
3. 省力的机械必然费__________,省距离的机械则一定费__________。所以使用任何机械都不能__________,这就是机械功原理。
距离
力
省功
9. 如图11-1-3所示,三个高度相等,长度不相同的斜面OA、OB、OC,已知斜面OA长5 m,斜面OB长4 m,斜面OC长3 m,将同一个物体先后沿着三个斜面从底端推到顶端,若物体与斜面之间没有摩擦,则下列说法正确的是 ( )
A. 沿斜面OA把物体推上去做的功最多
B. 沿斜面OB把物体推上去做的功最多
C. 沿斜面OC把物体推上去做的功最少
D. 先后沿三个斜面把物体推上去做的功一样多
D
10. 斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小波和小新分别用如图11-1-4所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是 ( )
A. 甲方法不省力,但能省功
B. 甲方法可以省力,也能省功
C. 乙方法可以省力,但不能省功
D. 乙方法可以省力,也能省功
C
思路点拨:机械功原理有两种表述:①使用简单机械时,人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功;②使用任何机械都不省功。
易错辨析:功的原理适用于所有机械,对于简单机械来说:①不计摩擦和机械自重时,动力对机械所做的功W1等于机械提取重物所做的功W2,即W1=W2;②如果考虑摩擦和机械自重,则机械克服摩擦和机械自重要多做功W3,这时动力对机械所做的功W1等于机械提取重物所做的功W2加上机械克服摩擦和机械自重所做的功W3,即W1=W2+W3。
课堂巩固
1. 非洲旱季常用中间有转轴的塑料桶运水。如下图所示,小红分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运送装满水的水桶,在粗糙程度相同的水平地面上将水运送相同的距离,则她对桶和水做功最多的是( )
C
2. 如图11-1-5所示,用水平力F拉着重为100 N的物体,在水平地面上向右匀速移动了5 m,物体所受地面的摩擦力大小为20 N,则( )
A. 重力做的功是500 J
B. 拉力大小为100 N
C. 拉力大小为120 N
D. 拉力做的功为100 J
D
3. 在水平桌面上,将重为20 N的木块沿直线匀速向前推了5 m,所用的推力为4 N,撤去推力后,木块由于惯性又前进了1 m,则推力所做的功是__________J,重力所做的功为__________J。
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4. 工人师傅用300 N的水平推力推着一辆车匀速直线运动了
6 m。求:
(1)车受到的阻力。
(2)工人做的功。
解:(1)因为车做匀速直线运动,所以车受到的阻力与推力相等,即f=F=300 N。
(2)推力为300 N,车在推力方向上移动了6 m,故做功W=Fs=300 N×6 m=1 800 J。
答:(略)
谢 谢