11.1 怎样才叫做功
做功的定义:作用在物体上的力,使物体 移动一段距离,就说这个力做了机械功,简称功。
做功的两个必要因素:一是: ;二是: 。
不做功的三种情况:有力 ; 无力; 垂直。
拓展点①:判断力是否对物体做功,首先对物体受力分析,再判断物体是否在研究的力方向上有移动距离。
功的测算:在力学中,功等于 。
公式:W=F·s 符号的意义以及单位:W—功,单位: ;F—力,单位: ;s—距离,单位: 。
机械功的原理:
拓展点②:利用公式计算功的大小时,第一明确是哪个力对哪个物体做功,或者哪个施力物体对哪个受力物体做功,同时计算过程中注意力F始终要作用在物理上,其大小和方向保持不变。
拓展点③:两个鸡蛋大约重1N,手对鸡蛋做功,就等于克服鸡蛋的重力做功,根据W=Fs=Gh可知,手对鸡蛋做功大约是1J。在后面学习的过程中,爬楼登山一类的问题处理中做功都等于克服自身重力做功。
拓展点④:当力的方向与物体运动方向一致时,我们说力对物体做了(正)功;当力的方向与物体运动方向相反时,力对物体做负功,也可称为克服这个力做功。
学习反思:
题型一:功的判定
【典例 1】关于功的说法正确的是( )
小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
吊车吊着重物沿着水平方向匀速运动一段距离时,该吊车的拉力对重物做了功
足球在水平地面上滚动了一段距离时,重力对足球做了功
举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
【典例 2】如图所示的四种情景中,力对物体没有做功的是( )
【演练 1】水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿着推力的方向运动一段距离,则下列判断中正确的是( )
重力对购物车做了功
支持力对购物车做了功
推力对购物车做了功
没有力对购物车做功
【演练 2】如图所示的四种情境中,人对物体做了功的是( )
搬石头但没有搬动
物体在绳子拉力作用下升高
手提滑板鞋在水平路面匀速前行
踢出去的足球在空中飞行
题型二:功的计算
【典例 1】用20 N的水平推力,将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了5 m。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。
【典例 2】起重机匀速提升重为2×104N的工件,竖直提升了100m,又沿水平方向移动了5m,在这个过程中,钢丝绳的拉力所做的功是( )
A.3×105J B.105J C.2×106J D.0J
【演练 1】如图所示是甲、乙两同学对物体做功的情况,下列说法中正确的是( )
A.甲做功为500 J,乙做功为1500 J B.甲做功为零,乙做功为零
C.甲做功为500 J,乙做功为5000 J D.甲做功为零,乙做功为500 J
【演练 2】一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s,该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.W1=W2=W3 B.W1<W2=W3 C.W1<W2<W3 D.W1=W2<W3
题型三:机械功原理
【典例 1】下列说法中正确的是( )
A.省距离的机械可以省功,但一定费力
B.省力的机械可以省功,但一定费距离
C.省距离的机械可以省力,但不能省功
D.省力的机械一定费距离,且不能省功
【典例 2】骑自行车上坡的人常选择“S”形路线,这样做( )
A.可以省力、省功
B.不能省力、省功
C.不能省力,但可以省功
D.能省力,但不能省功
提升训练:
如图所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示,则1~3 s木箱做________(选填“匀速”或“变速”)运动;3~5 s推力对木箱做的功是________J。
如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6 s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4 s内,物体克服摩擦力所做的功为( )
A.10 J B.30 J C.50 J D.80 J
如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上匀速运动,则( )
A.木块受到的拉力大于摩擦力
B.拉力对木块做功,摩擦力对木块不做功
C.木块的重力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
D.若拉在木块的速度增大一倍,弹簧测力计示数也增大一倍
如图所示的三种场景中,拉力F1、F2、F3大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等.若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3 ,下列关于它们大小关系的判断正确的是( )
W1=W2=W3?? B.?W1<W2<W3
C.W2<W1<W3????D.?W1=W2<W3