11.1 功 素养目标 1.通过归纳,概括出力对物体做功的概念,并能根据功的概念,判断一个力(或一个物体)是否做功。 2.结合功的概念,理解功的计算公式W=Fs,并能利用公式进行简单计算。 ◎重点:结合功的概念,理解W=Fs,并能利用W=Fs及其变形公式进行简单计算。 【预习导学】 生活中的物理 如图,扛桶装水在水平路上行走和上楼,都感觉到比较累。 在物理学中,这两个人给桶装水的功效相同吗 重点梳理 知识点一 力学中的功 1.功的概念:如果一个力作用在物体上,物体 移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。也可以说这个力的施力物体做功。 2.做功的两个必要条件:一个是 ;另一个是 。 ·学习小助手· 不做功的三种情况 (1)有力没距离:如甲图,搬石头没有搬起来,人没有对石头做功。 (2)有距离没力:如乙图,足球离开脚后,继续滚动的过程中,脚没有给足球力,脚没有对足球做功。 (3)力与距离垂直:如丙图,提着滑板车在水平地面行走,人给滑板车的提力竖直向上,滑板车移动距离水平向前,力与距离垂直,物体没有在力的方向上移动距离,人对滑板车没有做功。 对点自测 1.下列事件中,力对物体做了功的是 ( ) A.用力推汽车,没有推动 B.将重物从一楼扛到二楼 C.举重运动员举着杠铃保持不动 D.提着水桶在水平路面上匀速前行 【参考答案】 知识点一 1.在这个力的方向上 2.作用在物体上的力 物体在这个力的方向上移动了距离 对点自测 1.B 知识点二 功的计算 1.功等于 与 的乘积。 2.功的计算公式:W= 。 ①其中F表示力,s表示物体 移动的距离。 ②力的单位是牛(N),距离单位是米(m),功的单位是牛·米(N·m),功的单位有一个专门的名字叫 ,简称 ,符号是 。 3.功的计算公式的变形 ①求力:F= 。 ②求距离:s= 。 ·温馨提示· 计算功时的注意事项 (1)当物体移动方向与力方向垂直时,力不做功,不能用公式W=Fs计算功。 (2)计算功时,距离单位必须用m。 对点自测 2.小明用20 N的水平推力,将重为150 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m,在此过程中,推力对购物车做功 J,支持力对购物车做功 J。 ·知识拓展· 克服重力或摩擦力做功 (1)克服重力做功:如甲图,当我们竖直向上提升物体时,物体移动方向竖直向上,但是重力方向竖直向下,它们方向相反;此时,我们需要克服重力做功,做功大小为W=G物h,h是物体沿竖直方向上升的高度。 (2)克服摩擦力做功:如乙图,当我们水平向左推动小车时,小车受到向右的摩擦力,它们方向相反;此时,我们需要克服摩擦力做功,做功大小为W=fs,f是物体受到的摩擦力。 【参考答案】 知识点二 1.力 物体在力的方向上移动的距离 2.Fs ①沿力的方向 ②焦耳 焦 J 3. ② 对点自测 2.200 0 【合作探究】 任务驱动一 功的计算公式的推导过程 (1)推导过程: ①如图甲,用力F拉着物体移动s,设做了1份功; ②如图乙,用力2F拉着物体移动s,做了 份功; ③如图丙,用力F拉着物体移动2s,做了 份功。 (2)推导结论:功的大小等于 。 【参考答案】 驱动一 (1)②2 ③2 (2)力与物体移动的距离的乘积 任务驱动二 探究物体在斜面上运动时功的计算 根据W=Fs,计算功时,首先要确定做功的力;然后确定沿力的方向移动的距离。 (1)如图甲,用沿斜面向上的力F,拉着物体沿斜面从底端上升到顶端: ①拉力做的功:拉力F的方向是 ,所以沿拉力方向的距离是 ,拉力做的功为W= 。 ②克服重力做的功:重力G的方向是 ,所以沿重力反方向移动的距离是 ,克服重力做的功为W= 。 ③克服摩擦力做的功:摩擦力f方向是 ,所以沿摩擦力反方向移动的距离是 ,克服摩擦力做的功为W= 。 (2)如图乙,用水平的力F,推着物体沿斜面从底端上升到顶端:推力F的方向是 ,物体沿推力方向移动距离是 ,推力做的功为W= 。 【参考答案】 驱动二 (1)①沿斜面向上 l Fl ②竖直向下 h Gh ③沿斜面向下 l fl (2)水平向右 s Fs 2 ... ...
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