(共28张PPT)
第11章
第1节
功
人教版
·
物理
·
八年级(下)
学习目标
1.通过实例分析,知道力学中做功的含义以及做功包含的两个必要因素,并能判断出力是否对物体做功;
2.知道计算功的大小的表达式,以及表达式中每个物理量的物理意义和单位;
3.能应用公式W=Fs进行简单的计算。
【重点】力学中功的概念及功的计算。
【难点】判断力是否对物体做功。
新知导入
说一说叉车工作的成效体现在什么地方?
新知导入
用叉车搬运货物时,叉车把货物从地面提升到一定高度。叉车用力托起货物,使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。我们看到了叉车工作的成效。
那么在物理学中,怎么描述这种成效呢?
知识点
力学中的功
1
新知探究
叉车举高货物的过程中,货物受到一个向上的力F的作用,并且在这个力的作用下,向上移动了一段距离s,叉车托起货物的力对货物做了功。
F
F
s
新知探究
功的定义: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,就说这个力对物体做了功。
F
F
功的定义
s
s
新知探究
(1)下列做功的实例有什么共同点?
人推小车在水平路面上通过一段路程
物体在绳子拉力的作用下升高
想想议议
共同点:
①物体都受到了力的作用;②物体在力的方向上移动了一段距离。
新知探究
做功必须包含的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;
二是物体在这个力的方向上移动的距离。
做功的两个必要因素
这两个因素
缺一不可
新知探究
图中人对滑板施加了向上的力,但滑板在水平方向上移动了一段距离,没有在力的方向上移动距离,因此人提滑板的力没有对滑板做功。
(2)想一想,力做功了吗?为什么?
提着滑板在水平路面上前行
新知探究
人对石头施加了向上的力,但石头在力的作用下没有移动距离,因此人对石头的作用力没有对石头做功。
搬而未起
新知探究
物理学中的
“做功”跟我们日常所说的“做工”
或“工作”不同。
“做功”是生产、生活中普遍存在的物理现象
,它有严格而明确的含义,偏重于“成效、贡献”。
日常所说的“做工”
或“工作”是指消耗一定体力和脑力的人类活动。
特别提醒!
新知探究
(1)不劳无功
足球因为惯性移动一段距离,运动方向上踢足球的力不再对足球做功。
三种不做功的情况
新知探究
物体没有在力的方向上移动距离,力对物体没有做功。
(2)劳而无功
新知探究
物体移动的距离与力的方向垂直,在力的方向上没有移动距离,则这个力对物体没有做功。
(3)垂直无功
新知探究
力对物体做功,物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致,移动的方向和力的方向有夹角(夹角不等于90°)时力也对物体做功,如左图中重力G对物体不做功,拉力F对物体做功。
知识拓展
新知探究
如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,正确的是(
)
A.大力士拉着汽车前行,此时人拉车的力做了功
B.起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功
A
C.举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功
D.足球在水平地面上运动,足球的重力对足球做了功
典例1
新知探究
水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向运动了一段距离,则下列判断中正确的是(
)
A.重力对购物车做了功
B.支持力对购物车做了功
C.推力对购物车做了功
D.没有力对购物车做功
C
典例2
2
新知探究
知识点
功的计算
1.定义:物理学中规定功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积,即功=力×物体在力的方向上移动的距离。
2.计算公式:W=Fs
变形式:F=
——
,
。
W
s
=
——
s
W
F
W:功
F:力
s:距离
新知探究
3.单位
在国际单位制中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位是牛·米(N·m)。
焦耳
为了纪念英国物理学家焦耳,人们用他的名字命名了功的单位。
功的单位:焦耳,简称焦,符号J。1J=1N·m。
1J的物理意义是1N的力作用在物体上,物体沿力的方向移动1m。
新知探究
你知道1焦耳有多大吗?
把1只鸡蛋举高2米,做的功大约是1焦。
新知探究
4.应用W=Fs计算功时的注意事项
(1)必须同时使用国际单位制中的单位,不能使用其他单位。
(2)做功的多少只与作用在物体上的力F,以及物体在力F的方向上移动的距离s有关,与物体的质量、速度、运动状态等无关。
(3)利用公式进行计算时,力的大小和方向是不变的,若力的大小和方向是变化的,应分过程计算。
(4)F和s必须对应同一个物体。
新知探究
质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着雪橇沿着平直的公路匀速前行,将货物运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马的水平拉力做的功。
解析:雪橇在平直公路上做匀速直线运动,马的水平拉力与摩擦力大小相等,F=f=800N
雪橇沿水平拉力的方向移动的距离s=3000m
所以,马的水平拉力做的功是
W=Fs=800N×3000m=2.4×106J
典例3
新知探究
解析:子弹射出枪膛后,就不再受到燃气的推力的作用,因此只有子弹在枪膛内时,火药才对子弹做功,故W=Fs=100N×0.3
m=30J。
如图是射击运动员射击比赛的场景。如果枪膛长30cm,火药燃烧生成的燃气在枪膛内对子弹的平均推力是100N,子弹离开枪膛后前进了50m,则火药对子弹所做的功是_______J。
30
典例4
课堂小结
功
力学中的功
功的计算
做功的两个必要因素
功的定义
物体在力的方向上通过一段距离
计算公式:W=Fs
作用在物体上的力
功的单位:焦耳,1J=1N?m
课堂达标
1.(2019·北京中考)
如图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(
)
D
发力
上拉
翻站
上挺
站立
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
做功两个必要因素:
一是作用在物体上的力;
二是物体在力的方向上通过一段距离。
课堂达标
2.(2019·邵阳中考)
一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F大小为5N,4s内拉力F做的功为(
)
A.1J
B.3
J
C.2
J
D.4
J
解析:根据v=s/t可得物体移动的距离s=vt=0.2
m/s
×4
s=0.8
m,拉力F做的功W=Fs=5
N×0.8m=4J。
D
课堂达标
3.
在水平地面上,用50
N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m,拉力做的功等于_____J,重力做的功等于_____
J。
250
0
在重力方向上没有移动距离
课堂达标
4.
马拉着质量为2000kg的车在水平路上前进400m,马的水平拉力做了3×105J的功,马的水平拉力是多大?
F=
——
=
————
=750N
W
s
3×105J
400m
解析: