第九章 简单机械 功
功
他们做功了吗?
想一想
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学习目标
(1)知道机械功的概念;
(2)掌握做功的两个必要因素;
(3)理解功的计算。
(1)都有力作用在物体上;
(2)在力的方向上都移动了距离。
观察下面的两种情况,找找他们活动的共同点。
想想议议
甲
s
F
F
如果一个力作用在物体上,在力的方向上移动了一段距离,物理学上就说这个力做了功。
叉车举高货物
一、物理学中功的概念
通过上面的实例分析,一个物体对另一个物体做功的必要条件是什么?
思考与总结
(作用在物体上的力)
F
二者缺一不可。
必要条件
s
(物体在力的方向上移动的距离)
一、物理学中功的概念
下列图片中,力对物体做功了吗?
想想议议
一、物理学中功的概念
用力搬石头,但未搬动
提着水桶在水平路上匀速前进
力对物体没有做功
通过学习,判断下面图片中人做功了吗?
一、物理学中功的概念
力对物体没有做功
力对物体做了功
做功实例
马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
一、物理学中功的概念
做功实例
S
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
一、物理学中功的概念
不做功实例
人用力推打石头而没推动
s=0
F≠0
没有做功(劳而无功)
一、物理学中功的概念
不做功实例
没有做功(不劳无功)
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
一、物理学中功的概念
不做功实例
没有做功(劳而无功)
提箱子在水平路上走
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
一、物理学中功的概念
不做功的三种典型情况
(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。
一、物理学中功的概念
二、功的大小
功=力×距离
W = Fs
3、功的单位和物理意义
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1N·m
W = Fs
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。
单位:焦耳
2、功的计算公式
1、功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
一些力做功的估计值
人爬上10米高的楼梯
将袋子扛到肩上
你还能想出哪些估计值?
二、功的大小
把鸡蛋举高1m
二、功的大小
焦耳
焦耳(James Prescott Joule;1818-1889),英国物理学家,出生于曼彻斯特近郊的沙弗特(Salford)。由于他在热学、热力学和电方面的贡献,皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章(Copley Medal)。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及“功”的物理量。
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通过这节课的学习,你有什么收获?
本课小结
一、机械功
二、怎样才算做功
物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功,简称功。
三、怎样计算功
满足两个必要因素:
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,即
功=力×距离(公式:W=Fs)
(1)有力作用在物体上
(2)物体在力的方向上移动距离
随堂练习
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.0
D
2、人抱着厚厚的一摞书,从走廊这头走到另一头,累的满身大汗,人对球做功了吗?
随堂练习
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
水平向前推时,箱子的重力做功了吗?
随堂练习
4、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
W2= F’s ’=Gh=100 N×1.5 m=150 J
答:他推箱子做功500 J,举箱子做功150 J
50 N
100 N
10 m