(共24张PPT)
第1节 功
第十一章 功和机械能
1.图中物体受到几个力的作用?
2.什么力对物体的向上移动作出了贡献?
网球在光滑地面上滚动
上面展示的三幅图中,有的力对物体移动有贡献,有的力则对物体移动没有贡献。
一、力学中的功
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,力学里就说这个力做了功。
1.定义:
哪个力的作用对小车做了功
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
F
F支
G
F阻
F 对小车做了功
F
F支
G
F阻
反思:
F
s
s
锤子钉钉子
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
s
F
F
F
s
F
反思:
它们都做功了吗?
有力无距离,不做功。
有力但没在力的方向上移动一段距离,不做功。
反思生活:
提着小桶在水平路上匀速前进。有力有距离,但力与距离垂直。
物体在水平方向上没有受到力的作用,由于惯性通过了一段距离,所以没有做功。
光滑冰面
物体在什么情况下不做功
一、物体受到力的作用,但保持静止状态
s=0,劳而无功
二、物体在运动方向上不受力的作用,由于惯性而运动. F=0,不劳无功
三、物体受到某力的作用,但运动方向始终与该力方向垂直. F⊥S,劳而无功
起重机拉着货物匀速上升
比较(1)(2):在拉力相同时,力的方向上的距离越大,做功越多
探究:功的大小与力、距离的关系
起重机拉着货物匀速上升
比较(1)(3):在力的方向上移动的距离相同时,拉力越大,做功越多
探究:功的大小与力、距离的关系
探究:功的大小与力、距离的关系
第(2)次与第(1)次相比,做功数值上是什么关系?
第(3)次与第(1)次相比,做功数值上是什么关系?
功=力×距离
二、功的计算
1.功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W = Fs
2.公式
3.功的单位
米 (m)
牛(N)
焦耳(J)
焦耳
即:1 J=1 N · m
符号是J
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。
将两个鸡蛋举高1m,做功约1J
将一袋10kg的大米从地面扛到肩上,做功约150J
体重为600N的某学生从一楼走到二楼,做功约1800J
将一瓶500mL的矿泉水从地上拿起,做功约10J
4.运用功的公式必须注意的几个问题:
a、公式中的F与S必须在同一直线上;
b、公式中F、S、W必须统一单位;
c、F、S必须具有同时性:
即S必须是F一直参与下物体在力的方向上移动的距离。
d、 F、S必须具有同体性:
F、S是指同一物体受到的力和在力的方向上运动的距离。
例题1:质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。(g=10N/kg)
解:因为雪橇做匀速运动,所以拉力为
F=F摩=800 N
马移动的距离s=3 000 m
W=Fs=800 N×3 000 m=2.4×106 J
答:马运货时做的功是2.4×106 J。
例2 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
50 N
100 N
10 m
水平向前推时,箱子的重力做了多少功?
1.功的概念
2.做功的两个必备因素
3.功的计算及单位
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
1.有力的作用 2.在力的方向上有移动距离
W=Fs
单位:1J=1N·m
1.重100 N的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速
前进4m,外力做的功为 J,重力做的功为
J。
2.放学后,某同学背着重40 N的书包沿水平路面走
了200 m,又登上大约10 m高的四楼才回到家。则他
在回家的过程中对书包做的功约为( )
A.0J B.400J C.2 000J D.2 400J
0
0
B
达标练习
3.如图所示,水平面上的物体,在水平拉力F的作用下,沿ABC方向做直线运动,已知AB=BC,设AB段是光滑的,拉力F做的功为W1;BC段是粗糙的,拉力F做的功为W2,则W1和W2的关系是( )
A
B
C
A、W1=W2 B、W1>W2 C、 W1A
达标练习
4.一个同学用50N的水平方向的力将一只重为5N的足球沿水平方向踢了出去,足球在地上滚了40米才停下来。在球滚动的过程中,脚对球做的功是( )
A.0J
B.200J
C.2000J
D. 条件不足,无法计算
A
达标练习
5、体育课上,某同学用400牛的力把重为30牛的铅球推到10米远处,则这位同学对铅球做了多少功?( )
A.4000焦 B.300焦
C.4300焦 D.条件不足,无法计算
6、重力为10牛的球在水平地面上滚动了15米,则重力对它做功为( )
A.150焦 B.15焦
C. 0焦 D.无法确定
D
C
达标练习