(共23张PPT)
第十一章 功和机械能
第1节 功
新课导入
一户人家盖房子,请了两名工人帮忙搬运砖。一名力气大,一名力气小。力气小的工人一次搬 5 块砖,成功搬到 2 楼。力气大的工人一次搬 20 块砖,结果没搬动,放弃了。最后老人给力气小的工人发工资,并说道:“功不可没”,力气大的工人很自觉地说:“无功不受禄”。
新课导入
如何理解“功不可没”“无功不受禄”中“功”的含义?
功——贡献、成效
物理学中是如何定义功的呢
学习目标
1.通过观察、思考具体情境,能够判断力是否做功。
2.了解功的含义,通过分析,明确功的两个必要因素。
3.理解功的计算公式和单位,并学会简单的功的计算。
一、力学中的功
课堂探究
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,说这个力对物体做了功。
F
s
F
功的概念
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。
马拉车
拉力对车做了功
想想议议:用什么标准来判断力是否做功呢?
s
F
F
力的方向上没有距离
F
F
S
有力,但没有移动距离
√
√
×
×
思 考
你现在知道用什么标准来判断是否做功吗?
(作用在物体上的力)
(物体在这个力的方向上移动的距离)
F
二者缺一不可。
两个必要因素
s
生活中不做功的三种典型情况
没有做功(劳而无功)
s=0
F≠0
人用力推打石头而没推动
没有做功(不劳无功)
s ≠ 0
F = 0
用脚踢出足球
球在地面上滚动
没有做功(劳而无功)
F ≠ 0
s ≠ 0
力的方向与运动方向垂直
s
总 结
不做功的三种典型情况
(1)有力,但是在力的方向上通过的距离为零。
(2)有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。
(3)有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。
例 题
1.如图所示的现象中,对物体做了功的是( )
A.搬而未动
B.小车在推力作用下运动了一段距离
C.提着滑板在水平路面上前行
D.举着杠铃在空中不动
B
2.举重比赛中,第一位出场的运动员没有提动杠铃;第二位出场的运动员将杠铃举起,由于没有站稳向前跨了三步,站稳后停留了 3 秒,裁判亮灯通过。这次比赛中,对杠铃做功说法正确的是( )
A.第一位运动员做了功
B.第二位运动员在举起杠铃的过程中做了功
C.第二位运动员在向前跨步时做了功
D.第二位运动员在举起杠铃稳定的过程中做了功
B
二、功的计算
课堂探究
力气大的工人接受了失败的教训,这一次他每次只搬 10 块砖。按照老板的要求,其中 10 块砖搬到二楼,另外 10 块砖搬到四楼。力气小的人分 3 次将 20 块砖搬到三楼。老板发工资的时候出现了疑问,不知道到底应该给多少?你能帮老板解决这个问题吗?
功=力×距离
1.功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W = Fs
公 式
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。
2.功的单位和物理意义。
注意
W = Fs
注意:
(1)F 与 s 具有同时性:即在受力的同时移动的距离,移动距离的同时受了力;
(2) F 与 s 具有同线性:即F与s在同一直线上;
(3) F 与 s 具有同体性:即F与s对应同一个物体。
3.小车重 200 N,人用 30 N 的水平力推小车沿水平路面匀速前进 50 m的过程中,下列判断正确的是( )
A.重力做功为 10 000 J B.人对车做功 10 000 J
C.人对车做功 1 500 J D.小车克服阻力做功是 15 000 J
C
A.1 000 J B.500 J C.0 J D.1 500 J
4.小明用 100 N 的力将 50 N 的铅球掷出 10 m 远,则铅球抛出后,人对铅球所作的功是( )
C
例 题
5.质量为 50 kg的雪橇上装满了 350 kg的原木,一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行,将原木运到了 3000 m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是 800 N,求马的水平拉力做的功。
解:雪橇在平直的路面匀速前行,即F=F摩=800 N,雪橇沿水平拉力的方向移动的距离,即s=3 000 m,所以,马的水平拉力做的功
W=Fs=800 NX3000 m=2.4X106 J。
答:马的水平拉力做功是2.4X106 J。
做功的两个必要因素
功的计算公式W = Fs
功的单位:焦耳
功
作用在物体上的力
物体沿力的方向移动一段距离
1 J=1 N · m
s
F
F
课堂小结