第十一章 功和机械能
第1节 功
教材任务驱动
任务一 认识功 力学中的功
1.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。
2.做功的两个必要因素
(1)有 力 作用在物体上。
(2)物体在这个力的方向上移动了 距离 。
【走进生活】
判断是否做功
(1)踢足球,球在空中运动时,脚对球是否做功
(2)你端着杯子在水平地面上行走时,你对杯子是否做功
答:(1)不做功 (2)不做功
任务二 知道功的计算
1.功的大小:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 乘积 。
2.计算公式: W=Fs 。
3.单位: 焦耳 ,简称 焦 ,符号是 J 。
4.变形公式:(1)求力: F= 。
(2)求距离: s= 。
典题疑难突破
考点一力是否做功的判断
【典题1】(2024·重庆中考改编)2024年巴黎奥运会上,中国运动员奋力拼搏,夺得40枚金牌。如图为运动员刻苦训练的情境,下列说法正确的是(C)
A.运动员举着杠铃不动时对杠铃做了功
B.射出去的箭在空中飞行过程中,运动员对箭做了功
C.运动员击打网球时对网球做了功
D.跳水运动员在下落的过程中,没有力对运动员做功
技法点拨 三种不做功的情况
【变式1】(2024·连云港三模)下列情境中,人对物体做了功的是(C)
A.足球被踢出后,在草坪上滚动的过程
B.小红背着书包匀速走在水平路面上
C.用力推车往前走
D.人推一块大石头没推动
考点二功的计算
【典题2】(2024·广安中考) 周末,小成同学骑自行车前往离家较近的图书馆研修学习。在某段平直的公路上,其运动的v-t图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600 N,运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍;
(1)求自行车在匀速直线运动时所通过的路程;
(2)如果自行车在前10 s内所通过的路程为30 m,那么自行车在0~50 s内克服阻力所做的功为多少
解:(1)由图可知,自行车从第10 s开始做匀速直线运动,速度为5 m/s,所以自行车在匀速直线运动时所通过的路程:s=vt=5 m/s×(50 s-10 s)=200 m。
(2)运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍,自行车在0~50 s内克服阻力所做的功:W=fs总=0.2Gs总=0.2×600 N×(30 m+200 m)=27 600 J。
技法点拨 计算功时的三种情况
1.拉力做功:W=Fs。
2.克服重力做功:W=Gh。
3.克服摩擦力做功:W=fs。
【变式2】(教材再开发)仓库里的搬运工人用叉车搬运货箱,如图所示,第一阶段将货箱用20 s时间沿水平方向匀速直线运送到距离叉车20 m的货架前,第二阶段将货箱提升到1.5 m高的货架上,用时5 s。货箱重2 000 N,叉车行驶时所受的牵引力为250 N。求:
(1)第一阶段中,牵引力所做的功。
(2)第二阶段中,叉车克服货箱的重力所做的功。
解:(1)第一阶段中,牵引力所做的功:
W=Fs=250 N×20 m=5×103 J。
(2)第二阶段中,叉车克服货箱重力做功:
W'=Gh=2 000 N×1.5 m=3×103 J。
规避雷区
易错点 不能正确比较功的大小
【易错题】一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系是 W1=W2=W3 。
【纠错】
由W=Fs知,只要力和物体在力的方向上移动的距离相同,力对物体做功就相同。第十一章 功和机械能
第1节 功
教材任务驱动
任务一 认识功 力学中的功
1.功:如果一个 作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了 ,就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
(1)有 作用在物体上。
(2)物体在这个力的方向上移动了 。
【走进生活】
判断是否做功
(1)踢足球,球在空中运动时,脚对球是否做功
(2)你端着杯子在水平地面上行走时,你对杯子是否做功
任务二 知道功的计算
1.功的大小:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 。
2.计算公式: 。
3.单位: ,简称 ,符号是 。
4.变形公式:(1)求力: 。
(2)求距离: 。
典题疑难突破
考点一力是否做功的判断
【典题1】(2024·重庆中考改编)2024年巴黎奥运会上,中国运动员奋力拼搏,夺得40枚金牌。如图为运动员刻苦训练的情境,下列说法正确的是( )
A.运动员举着杠铃不动时对杠铃做了功
B.射出去的箭在空中飞行过程中,运动员对箭做了功
C.运动员击打网球时对网球做了功
D.跳水运动员在下落的过程中,没有力对运动员做功
技法点拨 三种不做功的情况
【变式1】(2024·连云港三模)下列情境中,人对物体做了功的是( )
A.足球被踢出后,在草坪上滚动的过程
B.小红背着书包匀速走在水平路面上
C.用力推车往前走
D.人推一块大石头没推动
考点二功的计算
【典题2】(2024·广安中考) 周末,小成同学骑自行车前往离家较近的图书馆研修学习。在某段平直的公路上,其运动的v-t图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600 N,运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍;
(1)求自行车在匀速直线运动时所通过的路程;
(2)如果自行车在前10 s内所通过的路程为30 m,那么自行车在0~50 s内克服阻力所做的功为多少
技法点拨 计算功时的三种情况
1.拉力做功:W=Fs。
2.克服重力做功:W=Gh。
3.克服摩擦力做功:W=fs。
【变式2】(教材再开发)仓库里的搬运工人用叉车搬运货箱,如图所示,第一阶段将货箱用20 s时间沿水平方向匀速直线运送到距离叉车20 m的货架前,第二阶段将货箱提升到1.5 m高的货架上,用时5 s。货箱重2 000 N,叉车行驶时所受的牵引力为250 N。求:
(1)第一阶段中,牵引力所做的功。
(2)第二阶段中,叉车克服货箱的重力所做的功。
规避雷区
易错点 不能正确比较功的大小
【易错题】一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系是 。
【纠错】
由W=Fs知,只要力和物体在力的方向上移动的距离相同,力对物体做功就相同。
