1、第十一章第十一章 功和机械能功和机械能第第1节节 功功授课人:崔新萍授课人:崔新萍新课导入新课导入 用叉车搬运货物时,叉车把货物从地面提升到一定用叉车搬运货物时,叉车把货物从地面提升到一定高度。叉车用力托起货物,使货物在这个力的方向上发高度。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。生了位置的移动。推进新课推进新课叉车工作的成效。叉车工作的成效。Fs 在叉车高举货物的过程在叉车高举货物的过程中,货物受到一个向上的力中,货物受到一个向上的力F的作用,并且在这个力的的作用,并且在这个力的作用下,向上移动了一段距作用下,向上移动了一段距离离s,力,力F作用的成效体现作用的成效体现在物
2、体被举高了。在物体被举高了。对于这种情况,物理学中就说对于这种情况,物理学中就说叉车托起货物的力做了叉车托起货物的力做了功功。力学中功的定义力学中功的定义 一个一个力力作用在物体上,物体在这个作用在物体上,物体在这个力的方向力的方向上移动了一段上移动了一段距离距离,力学里就,力学里就说这个力做了说这个力做了功功。丙丙 提着滑板在水提着滑板在水平路面上前行平路面上前行丁丁 搬而未起搬而未起Fs甲甲 小车在推力作用下小车在推力作用下向前运动了一段距离向前运动了一段距离乙乙 物体在绳子拉力的物体在绳子拉力的作用下升高作用下升高FFs怎样才算做功?怎样才算做功?做功的两个必要因素是做功的两个必要因素是
3、1.1.有力作用在物体上有力作用在物体上 F2.2.物体在这个力的方向上移动了一段距离物体在这个力的方向上移动了一段距离 s必要因素必要因素必须同时满足,缺一不可必须同时满足,缺一不可FFs怎样才算做功?怎样才算做功?做功的两个必要因素是做功的两个必要因素是1.1.有力作用在物体上有力作用在物体上 F2.2.物体在这个力的方向上移动了一段距离物体在这个力的方向上移动了一段距离 s必要因素必要因素必须同时满足,缺一不可必须同时满足,缺一不可它们都做功了吗?它们都做功了吗?有力且又在力的方向上移动了一段距离,做功。有力且又在力的方向上移动了一段距离,做功。它们都做功了吗?它们都做功了吗?有力无距离
4、,不做功。有力无距离,不做功。有力但没在力的方向上移有力但没在力的方向上移动一段距离,不做功。动一段距离,不做功。21 0 0 N1 5 m1 5 0 JWF s G h.v光滑的冰面光滑的冰面水平方向上移动了距离,但水平方向上水平方向上移动了距离,但水平方向上没有受力没有受力,所以没有做功。,所以没有做功。通过上面的几个例子你能总结出物体在什通过上面的几个例子你能总结出物体在什么情况下不做功吗?么情况下不做功吗?三、物体在运动方向上不受力的作用,由于惯性而运动三、物体在运动方向上不受力的作用,由于惯性而运动 F=0=0,不劳无功,不劳无功一、物体受到力的作用,但保持静止状态一、物体受到力的作
5、用,但保持静止状态 s=0s=0,劳而无功,劳而无功二二、物体受到某力的作用,但运动方向始终与、物体受到某力的作用,但运动方向始终与该力方向垂直该力方向垂直 Fs Fs,劳而无功,劳而无功2.功的单位和物理意义功的单位和物理意义牛牛(N)米米(m)焦耳焦耳(J)即:即:1 J1 N m W=Fs单位:单位:焦耳焦耳物理意义:物理意义:1 N的力作用在物体上使物体在的力作用在物体上使物体在力的方向上移动力的方向上移动1 m的距离时所做的功为的距离时所做的功为1 J。例例 质量为质量为50 kg的雪橇上装载了的雪橇上装载了350 kg的货物,的货物,一匹马拉着它将货物匀速运到了一匹马拉着它将货物匀
6、速运到了3000m外的货场。外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运,求马运货时做的功。(货时做的功。(g=10N/kg)解解:马拉车所用的力与摩擦力大小相等方向相反,马拉车所用的力与摩擦力大小相等方向相反,F=F摩摩=800 N 马移动的距离马移动的距离s=3000 m W=Fs=800 N3000 m=2.4106 J答:马运货时做的功是答:马运货时做的功是2.4106 J。随堂演练随堂演练举重运动员举起杠铃的过程,举力做了功。举重运动员举起杠铃的过程,举力做了功。汽车的牵引力使汽车水平前进,牵引力对汽车做了功。汽车的牵引力使汽车水平前进,牵引力对
7、汽车做了功。苹果从树上落下,重力对苹果做了功。苹果从树上落下,重力对苹果做了功。拉动小车在水平面上移动一段距离,桌子的支持力对小拉动小车在水平面上移动一段距离,桌子的支持力对小车做了功。车做了功。用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球做了功。做了功。你用力推墙你用力推墙,墙没动你对墙做了功。墙没动你对墙做了功。我将手中的粉笔水平丢出我将手中的粉笔水平丢出,粉笔在空中飞行粉笔在空中飞行,我对粉笔做我对粉笔做了功。了功。1.判断下列说法是否正确,并说出为什么。判断下列说法是否正确,并说出为什么。2.在平地上,用在平地上,用50 N的水平推力
8、推动重的水平推力推动重100 N的箱子,前进的箱子,前进了了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高速举高1.5 m,他做了多少功?,他做了多少功?解:解:W1 Fs 50 N10 m500 J 答:他推箱子做功答:他推箱子做功500 J,举箱子做功,举箱子做功150 J。100 N50 N10 m100 N50 N10 m作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。功的计算公式功的计算公式功功=力力距离距离 W=Fs功的单位功的单位1焦耳焦耳=1牛牛米米1J=1Nm功的两个必要因素功
9、的两个必要因素课堂小结课堂小结“动手动脑学物理动手动脑学物理”课后作业课后作业第第1题和第题和第2题题动手动脑动手动脑1.在水平地面上,用在水平地面上,用50N的力沿水平方向拉着重为的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进的小车前进5m,拉力做的功等于,拉力做的功等于 J,重力,重力做的功等于做的功等于 J.解答:由于在拉力方向上移动了距离,所以拉力做解答:由于在拉力方向上移动了距离,所以拉力做了功,由公式了功,由公式W=Fs,可得,可得F=50N5m=250J,但是,但是小车没有在重力作用下移动距离,所以重力做功为小车没有在重力作用下移动距离,所以重力做功为0J.2.马拉着质量是马拉着质量是
10、2000 kg的车在水平路上前进的车在水平路上前进400 m,马的水平拉力做了,马的水平拉力做了3105 J的功,马的水平拉的功,马的水平拉力是多大?力是多大?解:由公式解:由公式W=Fs变形,得变形,得 即马的水平拉力是即马的水平拉力是750N.NoImage3.2008年年8月月11日在北京奥运会上,中国选手张湘祥日在北京奥运会上,中国选手张湘祥在男子举重在男子举重62kg级的决赛中摘得金牌(如图),挺级的决赛中摘得金牌(如图),挺举成绩是举成绩是176kg.估算一下,他在挺举过程中对杠铃估算一下,他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功?大约做了多少功?解答:估计值在一定范围内均可以,解答:估计值在一定范围内均可以,约为约为30004000J.F=G=176kg9.8N/kg=1724.8N,s2m,W=Fs=1724.8N2m=3449.6J.NoImage4.小华的家住在小华的家住在5楼楼.一天,他把装有一天,他把装有30个鸡蛋的个鸡蛋的塑料袋从塑料袋从1楼提到家里,提鸡蛋的力大约做了多楼提到家里,提鸡蛋的力大约做了多少功?少功?解答:鸡蛋约重解答:鸡蛋约重15N,从一楼到五楼,四层楼,从一楼到五楼,四层楼高约高约12m,则有,则有W=Fs=15N12m=180J.