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第九章
机械和功
第三节
功
“做功”和“做工”有区别吗?
做工:消耗体力和脑力的劳动。
做工可以获得报酬,增加财富!
做功?
功
工
力
用“力”去完成一项工作,并且取得成效
改变物体的能量
钢丝绳的拉力对重物做了功
钢丝绳的拉力对重物没有做功
人的推力对木箱做了功
跳水运动员从高处跳下时,重力对运动员做了功
一、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,这个力对物体做了功。
1、功的概念
力
距离
——在力的方向上移动的距离
力对物体做了功
2、做功的两个必要因素
一是对物体施了力
二是使物体在力的方向上移动了距离
缺一不可
玩具吊车提升重物
s
F
F
提力对重物做功
F
s
F
马拉车
拉力对车做了功
人用力推石头而没推动
人对石头施了力
石头没有移动距离
推力不做功
G
F支
S
有力也有距离,但距离不在力的
方向上,力不做功
力与距离垂直时,力不做功
提着箱子在水平道路上走
提力不做功
箱子的重力不做功
S
S
3、力对物体不做功的三种情况
一、功
(1)有力,但是在力的方向上通过的距离为零。
(2)有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。
(3)有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。
S
拉力F做了功
物体匀速下滑一段距离
G
F支
f
S
重力做功,摩擦力做功,支持力不做功
4、总结:
F//S,做功
F⊥S,不做功
其它,做功
二、功的计算
1、定义:
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向通过的距离的乘积
2、公式:
功=力×距离
W
=
Fs
3、单位:
焦耳---焦---J
1焦=1N·m
W---功
把一个鸡蛋举高2米所做的功约________J。
1
4、常用公式:
⑴物体从高处落下叫重力对物体做功
w=Gh
⑵把物体举到高处叫克服重力做功
w=Gh
如:苹果从树上落下,重力对苹果做功
如:学生背着书包上楼,学生克服书包的重力做功
例1 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
50N
100N
10m
例2 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.0
D
例3 起重机将2×104
kg的货物从地上吊起3
m高后,又在水平方向上移动5
m,求起重机做了多少功?
解:
起重机的拉力等于货物的重力,在水平方向移动,拉力不做功,所以,起重机做的功为:
W=Fs=Gh=mgh
=2×104
kg×10
N/kg×3
m=6×105
J
3m
5m
3.小明提着总重为100N的水桶,从1层走到2层,小明的提力对水桶做了多少功?
楼梯长度为6m
F提
h
提力不做功
解:小明的提力对水桶做的功
W=Gh=100N×3m
=300J
4.工人小李用55N的力把重为100N的水泥桶从地面拉到4m高处。小李做了多少功?
本题中,动滑轮对水泥桶做了多少功?
为什么与小李做的功不相等呢?
F=55N
G=100N
h=4m
解:绳子被拉动的距离
s=2h=2×4m=8m
小李做的功
W=Fs=55N×8m=440J
动滑轮对水泥桶的提力
F提=G=100N
动滑轮对水泥桶做的功
W'=Gh=100N×4m=400J
小李还对动滑轮做了功
5.有一根长为8米、直径为20厘米粗细均匀的大树AB平躺在地
面上,如果沿箭头所指的方向把大树立起来,应对大树做多少
功?已知大树的重为1500牛。
解:大树从平躺到竖立,重心上升的
高度为
h=4m-0.1m=3.9m
所以把大树立起来所做的功为
W=Gh=1500N×3.9m=5850J