第十一章 简单机械和功
三、功
(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
叉车对物体的移动做出了贡献,取得一定成效。物理学上就说这个力对物体做了功。
叉车举高货物
理解含义:
马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
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。
力学中的功
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、物理学中,把力与物体在力的方向上移动的距离的乘积称为机械功,简称功。
一、什么是功
1J的功有多大呢?从地面上拿起一个约50g的鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,在此过程中你对鸡蛋做的功大约是1J。
1J大约是多少
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
注意:二者缺一不可。
必要因素
s
s
F
F
F
s
F
现在你知道用什么标准来判断是否做功吗?
(f)抱着书水平前进
二、做功了吗
观察分析下面图片,他们都算做功了吗?
(e)人推车,车未动
(b)学生背着书包在水平面上匀速前进
(c)起重机将货物从地面提起
(d)足球被踢后,在草地上滚动一段距离
b、d、e、f不做功
a、c做了功
(a)女孩把一箱报纸搬起来
力做功实例
甲:小车在推力的作用下向前运动了一段距离
乙:物体在绳子拉力的作用下升高
F
F
S
h
:作用在物体上的力
:物体在力的方向上移动的距离
?F
?s
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)
二、做功了吗
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
二、做功了吗
不做功实例
没有做功(垂直无功)
提箱子在水平路上走
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
二、做功了吗
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。
二、做功了吗
例题 P15
F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N
水桶在拉李方向上移动的距离
解:小明对水桶的拉力
二、做功了吗
s=3m
根据功的公式,小明对水桶做的功
W=Fs=98N×3m=294J
答:小明对水桶做的功为294J。
没有办法,考得再差,也得回家啊!请问,下列情景中,小卫对书包是否做功?通过的距离是?
1.如图,用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处,测量并计算拉力F对小车所做的功。
活动
11.3测量提升物体所做的功
2.沿竖直方向匀速提升小车,使之上升高度h,测量并计算拉力F所做的功
3.把测量数据记录在自己设计的表格中。分析数据,看看利用斜面是否省力、是否省功。
测量序号
F/N
s/m
G/N
h/m
Fs/(N·m)
Gh/(N·m)
①
②
③
2.0
0.2
1.0
0.4
2.0
0.2
0.75
0.53
2.0
0.2
0.5
0.8
问题:完成上表中的空格,并分析数据,你找到其中的某些规律吗?
使用斜面可以省力。
在高度相同的情况下,斜面越长,越省力。
F虽然小于G,但F移动的距离s总大于G上升的高度h。即省了力,却费了距离。
无论斜面(包括其它机械)如何省力,使用中F·s与G·h的值总是近似相等的。
活动小结
A
B
C
A、W1=W2 B、W1>W2 C、 W1一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。拉力F做的功分别为W1和W2 ,则W1和W2的关系是 ( )
(2021广安)放在水平地面上的物体,质量为5kg,在30N的水平拉力作用下,沿水平方向运动了10m,所用时间为20s,那么重力做功______J,拉力的功是____J
(g=10N/kg)?
(2021湘潭)用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中,购物车的重力做功 J,水平推力对购物车做功 J。