1、第一课时第一课时 做功的含义及功的计算做功的含义及功的计算举重运动员举起杠铃时，能量形式是如何转化的举重运动员举起杠铃时，能量形式是如何转化的？运动员体内的化学能运动员体内的化学能 杠铃的势杠铃的势能能为了度量能量转化的多少，我们引入新的为了度量能量转化的多少，我们引入新的物理量物理量 功（功（W）一、一、做功的含义做功的含义当运动员举着杠铃不动时，运动员对杠铃当运动员举着杠铃不动时，运动员对杠铃做功吗？做功吗？尽管用很大的力，尽管用很大的力，但此时运动员并没但此时运动员并没有对杠铃做功。有对杠铃做功。做功需要什么条件？做功需要什么条件？1.下列图示是物体在力的作用下做功的实例。下列图示是物体
2、在力的作用下做功的实例。想一想，在这两个实例中有什么共同特点？想一想，在这两个实例中有什么共同特点？叉车把货物从地面叉车把货物从地面抬升到一定高度抬升到一定高度人推小车在水平路人推小车在水平路面上通过一段路程面上通过一段路程FSFS共同共同的特的特 点：点：货物和小车都受到了力的作用货物和小车都受到了力的作用都在力的方向上运动了一段距离。都在力的方向上运动了一段距离。2.下列图示是下列图示是物体在力的作用下没有做功物体在力的作用下没有做功的的 实例。想一想，有什么共同特点？实例。想一想，有什么共同特点？人用力搬石头，人用力搬石头，石头没有搬动石头没有搬动人提书包在水平路面上人提书包在水平路面上
3、匀速通过一段距离匀速通过一段距离FFS都都没有没有在力的方向上运动了一段距离。在力的方向上运动了一段距离。共同共同的特的特 点：点：石头和书包都石头和书包都受到了力的作用受到了力的作用在科学上，如果物体受到力的作用，并在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。我们就说这个力对物体做了功。1、功功2、做功的两个必要因素做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。二是物体在力的方向上通过一段距离。FS做功跟我们日常所说的做功跟我们日常所说的“做工做工”或或“工
4、作工作”一样一样吗？吗？不一样。不一样。“做工做工”更多是指从事体力劳动。更多是指从事体力劳动。体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。如建筑工人搬运重物在水平路面行走，是如建筑工人搬运重物在水平路面行走，是在在“做工做工”，但没有做功。，但没有做功。“工作工作”可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，脑力劳动没有做功。脑力劳动没有做功。1叫做功率，它的公式是适用条件：F与v在同一条直线上。运动的快慢用单位时间里通过的距离来表示C、两辆汽车做功之比为3：2机器的功率越大，做的功越多。单位：瓦 1瓦=1焦/秒人推小车在水平路面上
5、通过一段路程在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。Prescott Joule）“做工”更多是指从事体力劳动。W=Fs=50牛10米=500焦高度越高，它做的功也越多。C、两辆汽车做功之比为3：2G=100N，(g=10N/kg)高度越高，它做的功也越多。答：运动员对杠铃至少做了2700焦的功。一架起重机在5分钟内把60000牛的重物匀速举高25米，它的功率是多少千瓦？下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？1牛米（N m）塔式起重机下挂着重物塔式起重机下挂着重物，在重物静止不动、，在重物静止不动
6、、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？重物静止不动重物静止不动时，时，钢索的拉力对重钢索的拉力对重物物不做功不做功。匀速向上运动时，匀速向上运动时，钢索的拉力对重钢索的拉力对重物物做功做功。沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物不做功不做功。3、不做功的三种情况不做功的三种情况：（1）有力缺距离）有力缺距离（2）缺力缺力有距离有距离（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。）有力有距离，但距离与力方向垂直。FS那么那么功的大小功的大小和做功两个和做功
7、两个必要因素有何关系必要因素有何关系呢呢？叉车抬起的货物越重，作用叉车抬起的货物越重，作用的的力越大力越大，它做的，它做的功就越多功就越多；叉车把货物从地面上抬升的叉车把货物从地面上抬升的高度越高高度越高，它做的，它做的功也越多功也越多。1牛牛 米（米（N m）二、二、功的计算功的计算1、功的定义功的定义科学上规定：功等于力跟物体在科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。力的方向上通过的距离的乘积。2、定义公式定义公式W=F S3、功的单位功的单位力的单位是：力的单位是：N（牛）（牛）m（米）（米）J（焦（焦耳耳）功的单位是：功的单位是：距离的单位是：距离的单位是：1 焦焦耳（
8、耳（J）=功功=距离距离力力焦焦 耳耳焦耳（焦耳（18181889）是英）是英国著名的实验物理学家。他国著名的实验物理学家。他从小就对实验着迷，在家里从小就对实验着迷，在家里做起了各种实验，后来成为做起了各种实验，后来成为一名业余科学家。一名业余科学家。1840 年，焦耳通过对电流年，焦耳通过对电流的热效应的研究，得出了著的热效应的研究，得出了著名的焦耳定律。焦耳定律给名的焦耳定律。焦耳定律给出了电能向热能转化的定量出了电能向热能转化的定量关系（我们将在本章第关系（我们将在本章第6节节中学习该定律）。中学习该定律）。焦焦 耳（耳（James Prescott Joule）焦耳特别热衷于热功当量
9、的实验测量。焦耳特别热衷于热功当量的实验测量。1847 年，他完年，他完成了热功当量测量的经典实验：先是测量一桶水的温度，成了热功当量测量的经典实验：先是测量一桶水的温度，然后把铜制的翼轮放入水中，用下落的砝码带动翼轮转然后把铜制的翼轮放入水中，用下落的砝码带动翼轮转动来搅动水，使水的温度升高。焦耳测量了翼轮所做的动来搅动水，使水的温度升高。焦耳测量了翼轮所做的功和水温的升高，从而计算出多少机械能产生多少热，功和水温的升高，从而计算出多少机械能产生多少热，这个值被称为这个值被称为“热功当量热功当量”。焦耳从焦耳从1843 年开始测量热功当量，直到年开始测量热功当量，直到1878 年最后一年最后
10、一次发表实验结果，先后做实验不下四百余次，并且采用次发表实验结果，先后做实验不下四百余次，并且采用了原理不同的各种方法，测量了他能想到的各种过程所了原理不同的各种方法，测量了他能想到的各种过程所产生的热产生的热包括机械的、电的、磁的，获得了大量的包括机械的、电的、磁的，获得了大量的实验数据。他以极其精确的数据，为热和功的相当性提实验数据。他以极其精确的数据，为热和功的相当性提供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意，供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意，将功和能将功和能量的单位叫做焦耳。量的单位叫做焦耳。1牛牛 米（米（N m）二、二、功的计算功的计算1、功的定义功的定义科学上规定：功等于力跟
11、物体在科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。力的方向上通过的距离的乘积。2、定义公式定义公式W=F S3、功的单位功的单位力的单位是：力的单位是：N（牛）（牛）m（米）（米）J（焦（焦耳耳）功的单位是：功的单位是：距离的单位是：距离的单位是：1 焦焦耳（耳（J）=功功=距离距离力力1焦耳有多大呢？焦耳有多大呢？把把2只鸡蛋举高只鸡蛋举高1米，做的功大约是米，做的功大约是1 焦。焦。4、功的功的计算计算先审题，后公式，再计算先审题，后公式，再计算.物体受到几个力的作用？物体受到几个力的作用？.哪个力做了功？哪个力没有做功？哪个力做了功？哪个力没有做功？.物体朝哪个方向移动？移动
12、距离多少？物体朝哪个方向移动？移动距离多少？.根据功的定义公式计算。先公式后代入。根据功的定义公式计算。先公式后代入。.注意各个物理量的单位。注意各个物理量的单位。【例题】：【例题】：有一物体重有一物体重100牛，把该物体从地面匀速提牛，把该物体从地面匀速提 到高为到高为1米的桌面上，需要做多少功？米的桌面上，需要做多少功？如果将这个物如果将这个物 体用体用30牛的力沿水平地面拖动牛的力沿水平地面拖动10 米，需要做多少功？米，需要做多少功？解：解：匀速提升物体所用的向上的力：匀速提升物体所用的向上的力：F1=G=100 牛牛物体在力的方向上通过的距离：物体在力的方向上通过的距离：S1=1米米
13、所以，力所以，力 F1 所做的功为：所做的功为：W1=F1S1100 牛牛1米米=100 焦焦拖动的水平拉力：拖动的水平拉力：F2=30 牛牛距离：距离：S2=10米米W2=F2S230 牛牛10米米=300 焦焦答：举高物体做功答：举高物体做功100 焦；拖动物体做功焦；拖动物体做功300 焦。焦。先审题。先审题。已知什么？求什么？已知什么？求什么？在平地上，用在平地上，用50N的水平推力推动重的水平推力推动重100N的箱子，的箱子，前进了前进了10米，推箱子的小朋友做了多少功？如果米，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？，他做了多少功？
14、10m50N100N先审题。先审题。1.5m已知：已知：F=50N，s=10m，G=100N，h=1.5m求：求：W1 和和 W2解：解：W1=Fs=50N10m=500J 答：他推箱子做功答：他推箱子做功500J，举箱子做功，举箱子做功150J。=Gh=100N1.5m=150JW2=F2 s2杠铃的势能增加2700焦。功率越大,做的功越多。某同学参加大扫除，负责提水。9千米=900米 求：W杠铃的势能增加2700焦。答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。高度越高，它做的功也越多。3甲、乙两个同学体重之比是4：5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7：8，那么甲、乙做功之比为，功
15、率之比为。某同学参加大扫除，负责提水。焦耳（18181889）是英国著名的实验物理学家。2、做功的两个必要因素D、缺少条件，无法计算根据功的定义公式计算。则此过程中拖拉机做功多少？高度越高，它做的功也越多。高度越高，它做的功也越多。（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。A提着水桶在水平地面上匀速前进 B扛着米袋慢慢爬上楼梯匀速向上运动时，钢索的拉力对重物做功。沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物不做功。举重运动员将举重运动员将150千克的杠铃举高千克的杠铃举高1.8米，运动员对杠铃米，运动员对杠铃至少做多少功？（至少做多少功？（g取取10牛牛/千克）千克）答：运动员对杠铃至少做了答：运动员对
16、杠铃至少做了2700焦的功。焦的功。解：解：F=G=mg=150千克千克10牛牛/千克千克 =1500牛牛W=Fs=1500牛牛1.8米米=2700焦焦此时杠铃的势能增加多少焦？此时杠铃的势能增加多少焦？杠铃的势能增加杠铃的势能增加2700焦。焦。结合举重等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。结合举重等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。举重运动员举重运动员具有能量才能对杠铃做功，做功时消耗具有能量才能对杠铃做功，做功时消耗的能量转化为杠铃的重力势能的能量转化为杠铃的重力势能。做功的过程实质就是能量转化的过程做功的过程实质就是能量转化的过程。力对物体做。力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。多
17、少功，就有多少能量发生了转化。5、功的功的实质实质物体具有物体具有做功做功的本领，是因为它的本领，是因为它具有能具有能。做功的实质是能量转化的过程做功的实质是能量转化的过程，力对物体做，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。了多少功，就有多少能量发生转化。因此，可以用因此，可以用功来量度能量转化功来量度能量转化的多少。的多少。能量的单位和功一样，也是焦耳。能量的单位和功一样，也是焦耳。一、一、做功的含义做功的含义1、做功的两个必要因素做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。二是物体在力的方向上通过一段距离。2、不做功的三种情况不做功的
18、三种情况：（1）有力缺距离）有力缺距离（2）缺力缺力有距离有距离（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。）有力有距离，但距离与力方向垂直。二、二、功的计算功的计算1、定义公式定义公式W=F S功功=距离距离力力2、功的单位功的单位J（焦（焦耳耳）1焦耳焦耳=1牛牛 米米2、在图的四种情境中，人对物体做功的是（）、在图的四种情境中，人对物体做功的是（）A提着水桶在水平地面上匀速前进提着水桶在水平地面上匀速前进 B扛着米袋慢慢爬上楼梯扛着米袋慢慢爬上楼梯 C用力推汽车，汽车没动用力推汽车，汽车没动 D举着杠铃原地不动举着杠铃原地不动B1、对物体做功的两个必要因素是：、对物体做功的两个必要因素是：、。
19、一是作用在物体上的力一是作用在物体上的力二是物体在力的方向上通过一段距离二是物体在力的方向上通过一段距离3、小刚把重为、小刚把重为1000牛的箱子沿着水平地面拖动牛的箱子沿着水平地面拖动 1米，小刚对箱子做的功为米，小刚对箱子做的功为-（）（A）1000焦耳焦耳 （B）100焦耳焦耳 （C）0焦耳焦耳 （D）无法确定无法确定D4、某同学在水平方向用、某同学在水平方向用25牛的力，将牛的力，将100牛的牛的 物体沿水平推动，结果向前推动了物体沿水平推动，结果向前推动了20米。在米。在 推物体的过程中，人对物体所做的功为推物体的过程中，人对物体所做的功为（）A、750焦焦 B、500焦焦 C、25
20、0焦焦 D、0焦焦B5、运动员用、运动员用50牛的力把重为牛的力把重为6牛的足球踢出去牛的足球踢出去 20米，运动员对球做的功为米，运动员对球做的功为-（）A、1000焦焦 B、880焦焦 C、1120焦焦 D、缺少条件，无法计算、缺少条件，无法计算D某同学参加大扫除，负责提水。试分析在以某同学参加大扫除，负责提水。试分析在以下的过程中，他对水桶是否有做功。下的过程中，他对水桶是否有做功。(1)(1)提水提水沿楼梯走到二楼；沿楼梯走到二楼；(2)(2)提水沿走廊走到教室门提水沿走廊走到教室门口；口；(3)(3)提水在门口站一会儿。提水在门口站一会儿。（1 1）有做功）有做功（2 2）没有做功）
21、没有做功（3 3）没有做功）没有做功一台拖拉机匀速耕地，所受阻力是一台拖拉机匀速耕地，所受阻力是180000180000牛，半牛，半小时耕地小时耕地0.90.9千米。则此过程中拖拉机做功多少？千米。则此过程中拖拉机做功多少？已知已知：F=f=180000F=f=180000牛，牛，s=0.9s=0.9千米千米=900=900米米 求求：W W由不同的物体来完成相同的功，做功的快由不同的物体来完成相同的功，做功的快慢是不同的，即相等时间内，不同的物体慢是不同的，即相等时间内，不同的物体做的功的多少是不等的。做的功的多少是不等的。解解：W=Fs=180000W=Fs=180000牛牛900900米
22、米=162000000=162000000焦焦若由一头牛来完成这些工作若由一头牛来完成这些工作,则需一天的时间则需一天的时间,问拖拉机与牛做功的本领相同吗问拖拉机与牛做功的本领相同吗?谁做功快谁做功快?为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。下为了支援学校建设，同学们参加了义务劳动。下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？情景，图中两位同学谁对砖块做的功多？总之，做功有快慢总之，做功有快慢!所以，在工农业生产中，人们越所以，在工农业生产中，人们越来越多地使用机器来代替人力、来越多地使用机器来代替人力、畜力做功。使
23、做功更快！畜力做功。使做功更快！知识的迁移运动的快慢用单位时间里通过的距离来表示物质的密集程度用单位体积的质量来表示压力的作用效果用单位面积上受到的压力来表示物理意义物理量密度压强速度那么做功的快慢用什么来表示呢？又叫做什么？P=W/t=500焦/5秒=100瓦体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。物体在力的方向上通过的距离：D、缺少条件，无法计算C、两辆汽车做功之比为3：2由不同的物体来完成相同的功，做功的快慢是不同的，即相等时间内，不同的物体做的功的多少是不等的。2、不做功的三种情况：联系速度的科学意义，请你说出“电风扇的功率是80瓦”表示什么意思？P 做功的快慢把2只鸡蛋举高1米，做的
24、功大约是1 焦。在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。(g=10N/kg)一是作用在物体上的力，物质的密集程度用单位体积的质量来表示二是物体在力的方向上通过一段距离W=Fs=50牛10米=500焦做功用的时间越少,功率越大。根据功的定义公式计算。“做工”更多是指从事体力劳动。高度越高，它做的功也越多。2.定义：单位时间里完成的功，叫做功率。功率1.意义：做功的快慢3.符号：P 4.W 做功的多少 P 做功的快慢 知识迁移物理量计算公式单位密度压强速度密度=质量/体积压强=压力/受力面积速度=距离/时间千克/立方米牛顿/平方米米/秒那么，
25、功率的计算公式和单位分别是什么？功率=功/时间符号：PWtP=W/t单位：焦秒瓦1瓦=1焦/秒公式：功率的计算公式和单位功率1.意义：做功的快慢3.符号：P 4.W 做功的多少 P 做功的快慢 5.计算公式：功率=功/时间 P=W/t常用单位：1千瓦=1000瓦2.定义：单位时间里完成的功，叫做功率。6.单位：瓦 1瓦=1焦/秒 功率的应用例例1.1.一架起重机在一架起重机在5 5分钟内把分钟内把6000060000牛的重牛的重物匀速举高物匀速举高2525米，它的功率是多少千瓦？米，它的功率是多少千瓦？解解:W=Fs=60000:W=Fs=60000牛牛2525米米=1500000=15000
26、00焦焦 P=W/t=1500000 P=W/t=1500000焦焦/300/300秒秒=5000=5000瓦瓦=5=5千瓦千瓦 答：起重机的功率是答：起重机的功率是5 5千瓦千瓦.例例2.2.质量为质量为5050千克的物体千克的物体,用用5050牛的水平推力使它牛的水平推力使它在粗糙水平面上以在粗糙水平面上以2 2米米/秒的速度匀速移动秒的速度匀速移动1010米。米。问问(1)(1)功率多大？功率多大？(2)(2)重力的的功率多大？重力的的功率多大？解解:(1)t=s/v=10:(1)t=s/v=10米米/2/2米米/秒秒=5=5秒秒 W=F W=Fs=50s=50牛牛1010米米=500=
27、500焦焦 P=W/t=500 P=W/t=500焦焦/5/5秒秒=100=100瓦瓦(2)(2)因为在重力方向上没有通过距离，因为在重力方向上没有通过距离，所以所以W=0,P=0.W=0,P=0.1.在相同的时间里功率大的机器做功多。2.完成相同的功,功率大的机器所需时间短。结论联系速度的科学意义，请你说出联系速度的科学意义，请你说出“电风扇电风扇的功率是的功率是80瓦瓦”表示什么意思？表示什么意思？某电风扇的功率为某电风扇的功率为80瓦，即瓦，即80焦焦/秒秒,它它表示该风扇表示该风扇1秒钟时间内做功秒钟时间内做功80焦耳。焦耳。计算功率的另一公式计算功率的另一公式：WPtFssWFsPF
28、FvttsvtPFv F表示物体所受的力，表示物体所受的力，v表示物体的运动速度。表示物体的运动速度。适用条件：适用条件：F与与v在同一条直线上。在同一条直线上。练习：牛以练习：牛以0.3米米/秒匀速耕地时，牵引力为秒匀速耕地时，牵引力为400牛；牛；拖拉机以拖拉机以1米米/秒匀速耕地时，牵引力为秒匀速耕地时，牵引力为2000牛，牛，计算两种方法耕地的功率。计算两种方法耕地的功率。WNsmFVPWNsmFVP20002000/1120400/3.0222111判断正误判断正误1.机器的功率越大，做的功越多。机器的功率越大，做的功越多。（）2.机器的功率越小，做功越慢。机器的功率越小，做功越慢。
29、（）3.抽水机的功率越大，抽的水越多。抽水机的功率越大，抽的水越多。（）1叫做功率，它的公式是叫做功率，它的公式是，功率的单位是。，功率的单位是。2抽水机每秒钟能把抽水机每秒钟能把20kg水抽到水抽到15m高处，它高处，它30s所做的功是所做的功是J，该抽水机的功率为，该抽水机的功率为W。(g=10N/kg)3甲、乙两个同学体重之比是甲、乙两个同学体重之比是4：5，都从一楼，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为走到三楼，甲和乙所用时间之比为7：8，那么甲、，那么甲、乙做功之比为，功率之比为。乙做功之比为，功率之比为。单位时间里完成的功单位时间里完成的功瓦瓦9000030004:532:35t
30、WP 3 3、两台机器、两台机器,甲的功率是甲的功率是750750瓦瓦,乙的功率是乙的功率是22502250瓦瓦,甲、乙在相同时间里甲、乙在相同时间里,做功之比是做功之比是();();若若完成相同的功完成相同的功,甲、乙所用时间之比是甲、乙所用时间之比是()()2、关于功率、关于功率,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.做功用的时间越少做功用的时间越少,功率越大。功率越大。B.功率越大功率越大,做的功越多。做的功越多。C.在相同的时间里在相同的时间里,做功越多做功越多,功率越大。功率越大。D.做功的时间越多做功的时间越多,功率越大。功率越大。C1:33:1试一试试一试4 4、功率相等的两辆汽车，要相等的时间、功率相等的两辆汽车，要相等的时间内匀速通过的距离之比为内匀速通过的距离之比为3 3：2 2，则（，则（）A A、两辆汽车的牵引力之比为、两辆汽车的牵引力之比为3 3：2 2B B、两辆汽车的牵引力之比为、两辆汽车的牵引力之比为2 2：3 3C C、两辆汽车做功之比为、两辆汽车做功之比为3 3：2 2D D、两辆汽车做功之比为、两辆汽车做功之比为2 2：3 3B B
