课件25张PPT。第十一章 功和机械能11.1 功用力把球踢出去1.做功必须包含哪两个必要因素:
(1) .(2) .
2.(1)请画出图11.1-1中下面4幅图中人对物体施加力的方向和物体移动的方向。
(2)根据力对物体做功需要的两个要素可知,力与物体移动的方向要 ,因此人对物体施加的力对物体有做功的是图
.作用在物体上的力做功的含义甲 物体在绳子拉力的作用下升高乙 小车在推力的作用下向前运动了一段距离丙 提着滑板在水平路面上前行丁 搬而未起物体在力的方向上移动的距离一致FFFF甲、乙sss3.(1)下列过程中,力有做功的是( )
A.手拎着一个皮包,水平移动了5m
B.人推着箱子,没有推动
C.气球吊着重物缓缓升高
D.冰壶离开人手后在冰面上滑动
(2)以下事例中,重力做功的是( )
A.冰球在水平的冰面上滚动
B.皮划艇在平静水面快速滑行
C..跳水运动员在跳板上跳下
D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动C做功的含义C4.如图11.1-2所示是台球比赛中的情景,运动员手推球杆撞击静止在水平球台上的白球,白球运动后再撞击红球,以下说法中正确的是 ( )
A.运动员手推动球杆前进时,手对球杆做了功
B.白球在水平球台上滚动时,运动员还在对它做功
C.白球在水平球台上滚动时,白球的重力对它做了功
D.白球在水平球台上滚动时,白球受到的球台支持力对它做了功A做功的含义图11.1-21、功的表达式 。
2、在国际单位制中,力的单位是 ;距离的单位是 ,功的单位是 。
3、1J的物理意义是:______________________
_____________________________________W=Fs功的计算牛(N)米(m)焦(J) 用1N的力作用于物体,使物体在力的方向上前进1米,这个力对物体做功为1J 。4、练习:
(1)在水平地面上,用30N的力沿水平方向拉着重为80N的物体前进10m,请图中做出物体的重力与拉力示意图。
(2)在这个过程中,拉力做的功等于 ,重力做的功等于 。
(3)马拉着质量是400kg的车在水平路上前进匀速前进1000m,如果行进过程中车受到的摩擦力是900N,求马的水平拉力对车做的功是多少?(图中以点·A代表车,画出车的受力示意图)300J功的计算F=30NG=80N0J如图所示,因为车是匀速前进的,故水平方向上二力平衡拉力即f=F=900N所以 W=Fs=900Nx1000m=9×105JGF支fF5.小明提着质量为10 kg的箱子上楼回宿舍,到五楼后在楼道中向前走10 m到宿舍,若每层楼高3 m,则小明在上楼回宿舍的过程中对箱子做了多少功?(g取10 N/kg)功的计算解:箱子重G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N
五楼的高度h=3 m×4=12 m
上楼过程中小明对箱子做功
W=Fs=Gh=100 N×12 m=1200 J
小明在楼道向前行走的过程中对箱子没有做功,所以整个过程做功为1200 J1.如果一个 作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段 ,就说这个力对物体做了功。
2.力学里所说的做功,包含两个必要因素:
一个是 ;
另一个是物体在这个 。
3.力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。因此功的表达式为 ,公式中功的符号是W,力的符号是F,距离的符号是s。
4.在国际单位制中,力的单位是 ,距离的单位是 ,则功的单位是 ,它有一个专门的名称叫做 ,简称 .(J)。
5.在计算功的时候要注意距离单位的换算,如
___________________________________等。
学习总结力距离作用在物体上的力力的方向上移动的距离W=Fs米(m)牛(N)牛·米焦耳焦1km=1000m ,1dm=0.1m,1cm=0.01m1. 如图11.2-5所示的四种情景中,人对物体做功的是( )C图11.2-52.用300N的力将7N重的手榴弹投出50m远,在手榴弹飞行过程中手对手榴弹做的功( )
A.15000J B.0J
C.350J D.300J
3.有一起重机,它将5000 N重的物体匀速提高6 m,后又水平地移动4 m,则钢丝绳对物体所做的功是 ( )
A.30000 J B.20000 J
C.50000 J D.10000 JBA4.某同学用100N的力猛踢一个重为20N,静止在草地上的足球,球离脚后在草地上前进了25m,则在滚动过程中人对足球做的功是:( )
A.0J B.2500J C.500J D.无法确定
5.物体在大小相同的力F的作用下沿力的方向移动了相同的距离S,试比较在如图11.1-6所示的三种情况中,力对物体做功的多少:( )
A.W甲<W乙<W丙 B.W甲>W乙>W丙
C.W甲<W丙<W乙 D.W甲=W乙=W丙AD图11.1-66.用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为10 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做功20 J;第二次拉力增大为20 N,拉力对物体做功48 J。分析两次做功的过程,以下判断正确的是( )
A.第一次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了1 m
B.第一次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了2 m
C.第二次物体受到的摩擦力是10 N,物体运动了2.4 m
D.第二次物体受到的摩擦力是20 N,物体运动了4.8 mC7.在“5.12汶川地震”抢险救灾前线,一辆柳州市生产的装载机5s内将一块重20000N的巨石匀速举高3m,装载机的举力对巨石做功是多少?(图中实点代表巨石,画出巨石的受力示意图)解:因为巨石被匀速举起,
所以F=G=20000N,
W=Fs=20000Nx3m=60000J
GF8.如图11.1-8所示,用11N的水平力F拉着物体,在水平地面上向左匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则水平拉力F对物体做功多少?
9.某同学用一恒定不变的推力F匀速推动重为800N的物体,前进了5m,做了2000J的功,求推力F的大小。解:因为物体匀速移动,
所以F=?=20N
W=Fs=20Nx5m=100J
解:因为W=Fs
所以F=W/s=2000J/5m=400N图11.1-810、如图11.1-9甲所示的电动叉车,托着重量为6000N的货物(如图11.1-9乙),5s内从A点匀速水平移动到B点,再从B点匀速竖直提升10s到达C点,所用时间及各点间距离如图11.1-9丙所示. 求: 叉车的支持力对货物做的功是多少?解:仅BC过程支持力对货物有做功,
且支持力F=G=6000N
W=Fs=6000Nx1m=6000J图11.1-91.(2019·海南)用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图11.1-10所示),F所做的功分别为W1和W2,则( )
A.W1=W2
B.W1=2W2
C.W1=3W2
D.W1=4W2A图11.1-102.(2019·黑龙江)如图11.1-11中4幅图所示,力对物体做功的是( )C3.(2019·北京)如图11.1-12为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是( )
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功D图11.1-124.(2019·邵阳)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F大小为5 N,4 s内拉力F做的功为( )
A.1 J B.3 J C.2 J D.4 JD5.(2019·天津)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近( )
A.9 J B.30 J C.90 J D.300 JC6.(2017广州)如图11.1-13所示,用测力计拉动木块,使它沿同一水平路面运动。AB段,木块受水平拉力F1作用做匀速直线运动。CD段,改用另一大小不变的水平力F2拉动木块继续运动。两力大小如图所示。
(1)F2为 N.
(2)若sAB=sCD,AB段F1做的功 (填“>”“=”“<”)CD段F2做的功。
(3)CD段,木块受到的摩擦力大小为 N.2.8<2.2图11.1-137.(2017江西)如图11.1-14所示,是台球比赛中球杆击球后两个球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的 ,台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球 (选择“做功”或“不做功”)。
运动状态不做功图11.1-14(一)关于能量的单位——焦耳(J)
焦耳是功和能量的国际单位,简称“焦”,符号“J”,是为了纪念英国著名物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(1818—1889)而创立的。
焦耳和卡路里的换算关系:
1卡=4.184焦耳
1焦耳=0.239卡(二)人起跳时是什么力对人做功呢?
质点是一个典型的物理模型,在研究“ 人起跳”问题时, 能不能把“ 人” 视为质点呢? 让人跳起来的是人腿部肌肉的弹力。如图11.1-15乙所示, 人起跳之前呈曲膝下蹲姿势, 可设膝关节弯曲的角度为θ ,人起跳的过程中由于大、小腿部的肌群收缩, 对膝关节产生作用力, 可近似地认为它们的合力F的方向是水平向后。很明显, 在人起跳过程中力F对人做了正功,从而将人体内的化学能的一部分转化为人的机械能(另一部分转化为内能, 人体内的热能来自于肌肉收缩) 。在图11.1-15甲的基础上进一步将力学模型进行抽象化, 可得到如图11.1-15丙所示的简化模型: 人腿相当于一根处于压缩状态的弹簧, 上半身和脚部则分别相当于质量为m1和m2的两个物体。人起跳时腿部肌群的作用力做功的过程, 就相当于模型丙中弹簧恢复形变的过程, 此时弹簧的弹力对外做正功, 将弹性势能转化为m1的机械能。这就相当于人腿部肌群的作用力做功时, 将人体内的化学能一部分转化成了人的机械能一样。可见, 在人起跳过程中对人做功的实际上是人的内力。从以上分析可知研究“人起跳”问题时,不能简单地把“人”视为质点,而应该把“人”看成质点组。阅读短文,回答问题:
1.1000卡= J。
2.人起跳时是 对人做功。4184人的内力感谢聆听!