(共35张PPT)
第十一章 简单机械和功 三、功
搬而不动
拉而不动
F
F
没有成效
将货物提高
拉小车前进
汽车受阻力滑行
F
F
f
有成效
马拉车前进
力学里的“做功”不是生活里的“做工”、“干 活” 。生活中的功有“贡献”、“成效”、“功劳”等丰富的意思,力学中的功是吸收了”成效”的意思,但它有着更为特殊的含义。
功的概念
物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功(mechanical work),简称功(work)。
功的公式
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
W
F
S
·
=
公式:
即 功=力×距离
功的单位
1焦耳的物理意义: 1N的力作用在物体上,物体在力的方向上通过1m的距离,力所做的功为1J。
为了纪念英国的物理学家焦耳,把功的单位N·m称做焦耳,简称焦,符号:J。
单位:焦 1J=1N·m。
W
F
S
·
=
J
N
m
·
=
将一只鸡蛋从地上检起,并把它缓缓举过头顶,在这过程中对鸡蛋所做的功大约为1J。
搬而不动
拉而不动
F
F
没有在力的方向上通过一段距离
在运动的方向上没有受到力的作用
F
此力做了功
α
汽车受阻力滑行
f
1、搬运工在平地上行走,他对货物向上的支持力对货物做功吗?
2、此人扛着货物上楼,他对货物向上的支持力对货物做功吗?
F
如果 F 跟S 方向互相垂直,力F不做功.
物理学中的不做功的三种情况:
有力无距
有距无力
有力有距,但力⊥距
有力无距(有力有距,但力⊥距)
有距无力
F
S
小孩的拉力F拉小狗移动了一段距离S,我们说小孩的拉力对小狗做了功,或简单的说小孩对小狗做了功。
F
F
S
叉车的举力F将货物移动了一段距离S,我们说叉车的举力对货物做了功,或简单的说叉车对货物做了功。
S
锤子对钉子的锤力F使钉子移动了一段距离S,我们说锤子的力对钉子做了功,或简单的说锤子对钉子做了功。
F
F
S
F
S
S
小孩对小狗
做功
叉车对货物
做功
锤子对钉子
做功
做功的两个必要因素:
1、作用在物体上的力;
2、物体在力的方向通过一段距离。
S
F
1、运动员用力将杠铃向上举起的过程,举力是否做功?
组
2、汽车的牵引力使汽车水平前进,牵引力是否对汽车做功?
F
S
占旭刚将杠铃举在头顶7秒,在这7秒内他对杠铃是否做功?
组
物体受到力,但没有移动距离,力对物体没有做功
1. 物体在光滑平面上做匀速直线滑行是否有力做功
组
物体在运动方向上不受力,但因为惯性通过一段距离,没有力做功
S
2、运动员踢足球,球离开脚后,飞出10米远的过程,运动员是否对球做功
球离开脚后已不受运动员的踢力作用,但因为惯性通过一段距离,运动员没做功。
F
组
人抬着物体在水平面上行走,人是否对物体做功
有力也有移动距离,但通过距离不在力的方向上(力与通过的距离相垂直),因此此力没有做功
S
例1 请你判断下列情景中人做功了吗?为什么?
人做了功
劳而无功
不劳无功
力和通过的距离方向相垂直
例2 陈杰同学将质量为10kg的水桶从离井口 3m深处提到井口。在这一过程中,陈杰对水桶做了多少功?
解析:陈杰提水桶的过程中,对水桶的拉力为:
F=G=mg
=10kg×10N/kg=100N
水桶在拉力方向上移动的距离为:
s=3m
W=Fs=100N×3m=300J。
陈杰对水桶做的功为:
F
小明沿楼梯,将重物从 一楼提到二楼,问在此过程中小明有没有对重物做功?
物体移动的距离S1与所受力F的方向虽然不在同一直线上,但它们并不相互垂直。在力F的作用下,物体在该力的方向通过了S2的距离,因此该力对物体做了功。
S1
S2
2m
0.8m
2N
0.8N
测量提升物体所做的功
探究斜面
测量次数 F/N s/m G/N h/m Fs
/(N·m) Gh
/(N·m)
① 0.8 2 2 0.8 1.6 1.6
② 1.2 2 3 0.8 2.4 2.4
③ 1.6 2 4 0.8 3.2 3.2
分析比较表中的数据,你有什么发现
① F<G
② S>h
利用斜面省力,但必定费距离。
实验表明:既省力又省距离的机械是不存在的。
利用斜面可以省力。
F s是利用斜面提升物体时,沿斜面作用在物体上的力与物体沿力的方向通过的距离的乘积。
Gh 是直接提升物体时,作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
Fs和Gh的意义
课堂小结
一、做功的两个必要因素:
四、通过实验表明:既省力又省距离的机械是 不存在的。即使用任何机械都不省功。
1、作用在物体上的力;
2、物体在力的方向通过一段距离。
W
F
S
·
=
二、功的公式
1J=1N·m
三、功的单位:焦