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第九章 机械与功
第3节 功
北师大版 物理 八年级下册
1、力学中的功
2、功的计算
学习目标
1. 概念
如果对物体施了力,并使物体沿力的方向移动了一段距离,我们说这个力对物体做了机械功,简称功。
2. 两个必要因素
力和沿力的方向通过的距离。
探究新知
新知一 力学中的功
3. 三种不做功的情况
(1)有力无距离,如搬石头没搬起(图1 甲)。
(2)有距离无力,如踢出去的足球由于惯性在光滑水平面上滚动的过程中(图乙)。
(3)力和距离方向垂直,
如提着书包在水平
方向上行走(图丙)。
4. 几种典型的力做功的情况
深度理解
1.做功的两个必要因素具有同体性,即力与沿力的方向通过的距离对应的是同一个物体。
2.做功的两个必要因素具有同时性,即力与沿力的方向通过的距离对应的是同一段时间。
温馨提示
关于物体通过距离的方向:
物体通过距离的方向与力的方向并非一致,只要物体通过距离的方向与力的方向不垂直,力对物体做功。如图2中丙,丁所示的两种情况。
[中考·常德]下面四幅图中所描述的力,对物体做
了功的是( )
例 1
A
解题秘方:根据做功的两个必要因素进行断定。
解析:小车受到推力并且在推力的方向上通过了距离,所以推力做了功;搬石头但是没搬动,即在手对石头的力上没有通过距离,所以手对石头的力不做功;叉车托着货物,对货物的力是向上的,但是停在水平地面上,所以在托力的方向上没有通过距离,托力没有做功;手提着滑板,对滑板的力是向上的,在水平路面上前行,则在力的方向上没有通过距离,手提滑板的力没有做功。
方法技巧
利用程序图判断力对物体是否做功:
1. 定义
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向通过的距离的乘积。
新知二 功的计算
2. 计算公式 W=Fs。
符号 物理量 单位
W 功 焦耳/J
F 力 牛/N
s 距离 米/m
(1)1 J=1 N·m。
(2)1 J 的物理意义是1 N 的力作用在物体上,物体沿力的方向移动1 m。
(3)利用公式进行计算时,必须同时使用各物理量在国际单位制中的基本单位,不能使用其他单位。
3. 变形式及其应用
(1) 求作用在物体上的力: 。
(2)求物体在力的方向上移动的距离: 。
4. 初中阶段力做功主要有两种情况
(1)力和物体运动方向一致,称为力对物体做功。
(2)力和物体运动方向相反,称为克服某个力做功。如提起物体是克服重力做功,拉着物体沿水平面前进是克服摩擦力做功。
深度理解
1.借助公式可以进一步理解做功的两个必要因素:若公式中F=0,则W=0,表明没有力做功,称之为“不劳无功”;若公式s=0,则W=0,表明力不做功,称之为“劳而无功”。
2.由公式W=Fs可知,力对物体做功的多少,只与作用在物体上的力F以及物体在力F的方向上移动的距离s有关,与物体的质量m、速度v、物体的运动状态、物体是否受到摩擦力以及物体的运动路径等因素无关。
3.速度、密度等物理量是利用比值定义法定义的,而功是利用乘积定义法定义的。
[中考·连云港]小明用20 N 的水平推力,将重为150 N 的购物车沿水平地面向前推动了10 m,在此过程中,
推力对购物车做功______ J,支持力对购物车做功 ______J。
例2
200
0
解题秘方:首先根据功的两个必要因素判断力是否做功,然后根据功的计算公式计算做功的多少。
解析:推力对购物车做功W=Fs=20 N×10 m=200 J;
购物车在支持力的方向上没有通过距离,支持力对购物车做功为零。
方法技巧
1.计算功的大小时,应判断力是否做功,或哪个力在做功,而不能直接将题中所给力和距离相乘得到结果。
2.计算功的大小时,公式中的物理量应一一对应,不能张冠李戴。
3.计算功的大小时,公式中物理量的单位应统一。
第3节 功
功
作用在物体上的力
计算
W=Fs
两个必要因素
物体在力的方向上通过的距离
再 见