第十一章 功和机械能 第1节 功 1.知道力学中的功的含义,理解做功的两个必要因素; 2.掌握功的计算公式和单位,会用公式进行计算。 叉车用力托起货物,使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。 叉车的工作成效: 马车的工作成效: 马用力拉动车,使车在拉力的方向上发生了位置的移动。 F s F s 做功是生产、生活中普遍存在的物理现象,偏重于“成效”“贡献” 做工是指消耗一定的体力和脑力的人类活动。 小朋友对石头是否有成效?是否做功? 知识点一:力学中的功 s F F F s 这两个活动中,什么力对物体做功(贡献)? 对物体做功的力的方向和物体运动方向有什么关系? 力的方向和物体运动方向相同 F s F 拉力对车做功 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。 功的定义: 如图所示,一个人搬石头时,搬而未起,人对石头的力是否做功?一个人推车在水平方向上前行,人对车的推力是否做功? 想想议议 s F F F s F 做功的两个必要因素: 注意:两个条件缺一不可 1. 有作用在物体上的力 2. 在力的方向上有移动距离 三种不做功的情况 ①有力无距离 用力搬石头,石头未动 F F 举重运动员举着杠铃不动 ②有距离无力 离开手的物体,由于惯性而继续运动 ③力和运动方向垂直 s A. &1& 背着物体匀速前进 B. &2& 推着物体前进 C. &3& 抽出中间的物体 D. &4& 向上堆积物体 A 1.在水平地面上,如图所示四种情景中,人对物体没有做功的是( ) 2.关于做功的几个判断中,不正确的是( ) A.起重机将货物吊起时,起重机的拉力对货物做了功 B.汽车载着货物在水平公路上行驶时,汽车对货物向上的支持力不做功 C.某个人将铅球推出,铅球在空中运动过程中,推力对铅球做功 D.人用力托着一箱货物站着不动时,人对货物不做功 C 功=力×距离 W = Fs 公 式 注意:当力和物体在力的方向上通过的距离相反时,我们说物体克服这个力做功。 1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。 知识点二:功的计算 2.功的单位和物理意义 牛(N) 米 (m) 焦耳(J) 即:1 J=1 N · m W = Fs 物理意义: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 3.做功的两种情况: ①力和物体运动方向一致,是力对物体做功 ②力和物体运动方向相反,是克服力做功 提起重物是克服重力做功 例题:目前,我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高,还能大幅降低能耗,避免现场粉尘、泥浆等的污染,实现绿色施工(如图)。 (1)把质量为1.5t的构件匀速提升到30m高的楼顶, 竖直向上的拉力做了多少功? (2)依据需要,又将这个构件沿水平方向匀速移动 了3m。在水平运动阶段,竖直向上的拉力又做了 多少功?g取10N/kg。 解(1)构件在竖直方向上做匀速直线运动,构件所受的拉力与重力大小相等,即 F=G=mg=1.5 ×103 kg× 10 N/kg=1.5 × 104N 构件在竖直方向上移动的距离s=30 m,所以,拉力做的功 W=Fs=1.5×104N×30 m=4.5 ×105J (2)拉力的方向竖直向上。构件在水平方向上移动了3m,但在竖直方向上没有移动距离,即s'=0。所以,拉力做的功 W'=Fs'=0 在竖直上升阶段,拉力做的功为4.5×105J。在水平运动阶段,拉力做的功为0。 1.李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W甲、W乙、W丙,关于做功大小的下列说法正确的是( ) ? C A.W甲W乙>W丙 C.W甲=W乙=W丙 D. W甲=W乙