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第十一章
功和机械能
第一节
功
想一想:什么是功?
?生活当中我们常提到功,比如说:
功劳、立功、;
大功告成、事半功倍
那么物理学当中的功又应如何理解呢?
含“贡献、成效、成功”的意思
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
用力拉水平桌面上的小车,小车加速前进,则小车受到几个力的作用?
F
对小车做了贡献
叉车举高货物:P62
物理学中的功主要包含了“贡献”和“成效”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,说这个力对物体作了功。
共同点是什么?
通常而言,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,就说这个力做了功。
为了方便,通常也说成施力物体做了功。
一、力学中的功
马拉车
1.定义:
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,这个力对物体做了功。
起重机吊起货物
力做功、不做功的实例:P63
用什么标准来判断是否做功吗?
想一想:应该用什么标准来判断物体是否做功呢?
(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
!
s
应该用什么标准来判断物体是否做功?
2.做功的两个必要因素:
①作用在物体上的力
(F)
②物体在这个力的方向上移动的距离
(S)
一、力学中的功
试举出:力做功的例子
没有做功(劳而无功)
s=0
F≠0
有力无距离
(1)当你抱着一摞书不动时,你对书做功了吗?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人对讲台做功了吗?
有力无距离:不做功
没有做功(不劳无功)
s
≠
0
F
=
0
有距离无力
物体不受力仍然运动了一段距离,说明物体具有
。
惯性
(3)用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,
人对球做功了吗?
有距离无力(靠惯性运动):不做功
没有做功(劳而无功)
F≠
0
s≠
0
力的方向与运
动方向垂直
有力、有距离,但不做功!
1.有力没有距离(无距无功)
2.有距离没有力(无力无功)
3.力与距离垂直(垂直无功)
为什么没有做功
?
3.不做功的三种情况
(1)物体受力但静止不动
(没有距离)
(2)物体靠惯性运动(没有力)
(3)力的方向与运动方向相互垂
直
一、力学中的功
下列情况中,人有没有对皮箱做功:
(1)人用力提地上的皮箱,但没有提起
(2)人再一次用力把箱子提起
(3)人用力提着皮箱在原地不动
(4)人提着箱子在水平路面上走了50米
(5)人提着箱子站在水平匀速行驶的汽车上
(6)人提着皮箱在电梯中上升
有
没有
没有
没有
没有
有
哪种情况做的功多?(同种材料)
h
2h
力越大
距离越远
做的功越多
做功的多少与F和S有什么关系呢?
功=力×距离
二、功的计算
W
=
Fs
1.定义:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功用符号W表示。
公式:
F
力
N
S
距离
m
W
功
N?m
2.功的单位是焦耳简称焦,符号是J。
即:1
J=1
N
·
m
物体在1N力的作用下沿力的方向
运动了1m,所做的功为1
J。
1J的物理意义:
1J
有
多
大
呢
?
二、做功的两个必要因素:
1、作用在物体上的力
,
2、是物体在力的方向上通过的距离.
不做功的三种情况:
(1)有力无距离(劳而无功)
(2)有距离无力(不劳无功)
(3)力和通过的距离方向相垂直
三、功的公式:
四、功的单位:
一、功
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
W=Fs
焦(J)
例1: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.0J
D
例2:下列有关力做功的说法中正确的是(
)
A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功
C.书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功
D.挂钩上的书包静止时,书包受到的拉力做了功
A
解析:B、有力且沿力的方向上移动了距离,所以做功
C、有力但没有移动距离,所以不做功
D、有力但没有移动距离,所以不做功
解析:有距离无力(靠惯性运动),所以不做功。
例3:一台拖拉机耕地时,牵引力是28500N,前进了10m,
此拖拉机的牵引力做了多少功?
已知:
求:
解:
F=28500N
S=10m
W
W=FS
=28500N×10m
=2.85×105J
答:拖拉机的牵引力做了2.85×105J的功。
例4:某同学要把重为60N的水桶缓慢匀速的提起0.5m
的高度,他需要做多少功?
已知:
求:
解:
G=60N
h=0.5m
W=?
W=FS=Gh
=60N×0.5m
=30J
答:他需要做30J的功
例5:如图,重为10N的物体沿着长为2m,高为1m的
光滑斜面自顶端滑下,求重力做功。
已知:
求:
解:
G=10N
h=1m
W
W=Gh
=10N×1m
=10J
答:重力做功为10J