(共21张PPT)
11.1 功
思考:请说出下列词语中“功”的含义:
功劳 立功——
大功告成 事半功倍——
在物理学中,什么是力学中“功”的物理概念呢?
贡献
成效
学习目标
1.知道物体做功的两个必要条件,能判断物体是否做功。
2.理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
3.通过思考、讨论及对实例的分析,让学生掌握物体做功的必要条件。
4.通过例题讲解引导学生使用功的公式进行简单的计算。
一、力学中的功
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,就说这个力对物体做了功。
一、力学中的功
在叉车举高货物的过程中,货物受到一个托力F的作用,并且在这个力的作用下,向上移动了一段距离s,托力F 作用的成效体现在物体被举高了。对于这种情况,物理学中就说叉车的托力做了功(work)。
通常而言,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,就说这个力对物体做了功。
一、力学中的功
(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
s
F
F
F
s
F
现在你知道用什么标准来判断是否做功吗?
一、力学中的功
常见三种不做功情况:
没有做功(劳而无功)
人用力推打石头而没推动
s=0
F≠0
分 析
一、力学中的功
(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?
思考与讨论
一、力学中的功
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
一、力学中的功
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?
思考与讨论
一、力学中的功
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
二、功的计算
功=力×距离
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。
功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
二、功的计算
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
二、功的计算
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,焦耳反复做了四百多次实验,结果都相差不远。
伟大的物理学家—焦耳
二、功的计算
例题:质量为50 Kg雪橇上装载了350 Kg的货物,一匹马拉着它匀速运到3000 m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800 N,求马运货时做的功。
解: 马拉车所用的力与摩擦力大小相等
F=f=800 N
马移动的距离
S=3000 m
所以马做的功是
W=FS=800 N×3000 m=2.4×106 J
课堂练习
1.如图是探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验,下列操作中正确的是( )
A.不需要使用刻度尺
B.必须保持斜面的倾斜角度不变
C.不可以将小车车轮朝上放在斜面
上进行探究
D.先用弹簧测力计沿竖直方向匀速
提升小车至高度h处,再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处,记下两次弹簧测力计的示数
D
课堂练习
2.用大小不同的力F甲、F乙且F甲>F乙,分别拉同一个物体,两个力所做的功W与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是( )
A. B.
C. D.
A
课堂练习
3.如图所示,用的水平推力F=20 N推着重为40 N的物体沿水平方向做匀速直线运动,若推力F对物体做了80 J的功,则在这一过程中( )
A.重力做的功为80 J B.物体受到的摩擦力为40 N
C.物体一定运动了1 m D.物体一定运动了4 m
D
课堂练习
4.下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,物体移动的距离越大,力做的功一定越
B.对物体做的功越大,物体受到的力一定越大
C.力的大小一定时,力对物体所做的功与物体移动的距离成正比
D.以上说法都不对
D
课堂练习
5.关于做功的几个判断中,不正确的是( )
A.起重机将货物吊起时,起重机的拉力对货物做了功
B.某个人将铅球推出,铅球在空中运动过程中,推力对铅球做功
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不做功
D.人用力托着一箱货物站着不动时,人对货物不做功
D
课堂小结
一、功的定义: 1.如果物体受力且沿受力方向移动了一定的距离,就说力对物体做了功。
2.功包含的两个必要因素: 一是 作用在物体上的力。 (F) 二是 物体沿力的方向通过的距离。 (S)二、功的计算: 功=力×距离 公式: W = Fs 单位:焦耳 符号: J