(共25张PPT)
第十一章 功和机械能
功
学习目标
(1)知道机械功的概念;
(2)掌握做功的两个必要因素;
(3)理解功的计算;
以上三幅图中,有的力对物体移动有贡献,有的力则对物体移动没有贡献。
物理学中的“功”吸收了一种“贡献”和“成效”意思在里面。
力学中的功
力学中的功
1.图中物体受到几个力的作用?
2.什么力使物体的向上移动有了成效?
G
F拉
力学中的功
试一试:1.将课本从桌面向上举高。
向上的支持力使课本向上移动了距离
F支
s
力学中的功
试一试:2.将课本从桌子的一边拉至另一边。
F
F支
G
F阻
向前的牵引力使课本向前移动了距离
s
力学中的功
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。
向上的支持力使课本向上移动了距离
向前的牵引力使课本向前移动了距离
小组讨论:
力学里所说的做功,包含的的两个必要是什么?
力学中的功
没有做功(劳而无功)
人用力搬石头而没搬动
s=0
F≠0
分 析
没有做功(不劳无功)
分 析
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
没有做功(垂直无功)
提箱子在水平路上走
分 析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
s
s
s
不做功
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。(劳而无功)
(2)有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。(不劳无功)
(3)有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。(垂直无功)
练一练
(a)人推车,车未动
(b)马拉车前进
(c)起重机将货物从地
面提起
(d)抱着书水平前进
a、d
不做功
b、c
做了功
期中考试没考好,小卫无精打采地背着书包走在校园林间小道上,小卫对书包做功了吗?
没有办法,考得再差,也得回家啊!请问,下列情景中,小卫对书包是否做功?
功=力×距离
功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
W = F s
功的计算
牛 (N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
意义:1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1J。
例题:质量为50Kg的雪橇上装载了350Kg的原木,一匹马拉着雪橇沿着平直的路上匀速前进,将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马的拉力做的功。(g=10N/kg)
功的计算
解:∵马拉雪橇沿着平直的路面匀速前进
∴F=f=800N
马的拉力做的功
W=Fs=800N×3000m=2.4×106 J
答:马的拉力做的功是2.4×106 J。
已知:f = 800N s =3000m
求:W=?
焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学,在家跟父亲学酿酒,并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学,对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究,后转向对功热转化的实验研究。1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献,被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。
功的计算
1.质量为50千克的雪橇装载了350千克的原木,一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行,将原木运到3000米外的货场,如果雪橇行进中受到的摩擦力是800牛顿,求马车水平拉力做的功。
解:
雪橇在平直公路上做匀速直线运动,马的水平拉力与雪橇受到的摩擦力相等:F=F摩=800N
雪桥沿水平方向移动的距离:S=3000m
马的水平拉力所做的功:W=FS=800N×3000m=2.4×106J
练一练
C
2.如图所示四种情景中,人对物体做了功的是( )
A.提着桶在水平地面上匀速前进 B.搬而未起
C.撬起石块 D.推而不动
练一练
一.力学中做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力
2.物体在这个力的方向上移动的距离
二、功的计算
1. 功的计算公式:功=力×距离
即W=Fs
2. 单位:焦耳,简称焦,符号:J
1焦=1牛·米(1J=1N·m)
课堂总结
例1 在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
解:W1= Fs =50 N×10 m=500 J
答:他推箱子做功500 J,举箱子做功150 J。
W3=Gs=100 N×10 m=1 000 J
×
练一练
50 N
100 N
10 m
水平向前推时,箱子的重力做了多少功?
例2 某足球运动员在水平方向用25 N的力,将10 N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中,脚对球所做的功为( )。
A.750 J B.300 J C.450 J D.0
D
例3 起重机将2×104 kg的货物从地上吊起3 m高后,又在水平方向上移动5 m,求起重机做了多少功?
解:
起重机的拉力等于货物的重力,在水平方向移动,拉力不做功,所以,起重机做的功为:
W=Fs=Gh=mgh
=2×104 kg×10 N/kg×3 m=6×105 J