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第十一章《功和机械能》第1节 功
物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,说这个力对物体作了功。
一、物理学中的功
1、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。
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
必要因素:F(作用在物体上的力)
s(物体在力的方向上移动的距离)
二者缺一不可。
2、做功的两个必要因素:
作用在物体上的力;
物体在这个力的方向上移动的距离。
人用力推大石头而没推动
分析:F≠0
s=0 →没有做功(劳而无功)
议一议
(1)当你抱着一摞书不动时,你累吗?你对书做功了吗?为什么?
(2)用力推讲台,讲台没有动,人累吗?人对讲台做功了吗?
冰壶在平滑的冰面上滑行
分析:F=0
s≠0 →没有做功(不劳无功)
议一议
(3)用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球做功了吗?
提箱子在水平路上走
分析:F≠0
s≠0 →没有做功(劳而无功)
力的方向与运动方向垂直
4、不做功的三种典型情况
(1)有力,但是在力的方向上通过的距离为零。
(2)有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。
(3)有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。
想想议议
用力拉在水平桌面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?
哪个力的作用对小车有了“成效”?有了“贡献”呢?
二、功的计算
1、功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:功=力×距离
W=Fs
2、功的单位和物理意义。
单位:焦耳
W = F s
↓ ↓ ↓
焦耳(J) 牛(N) 米(m)
即:1J=1N·m
意义:1N的力使物体在力的方向上,通过1m的距离时所做的功为1J。
练一练
例1:在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?
解:W1=Fs=50N×10m=500J
W2=F's'=Gh=100N×1.5m=150J
答:他推箱子做功500J,举箱子做功150J。
水平向前推时,箱子的重力做了多少功?
W3=Gs=100N×10m=1000J(错误的)
常见功的计算:
1、克服摩擦力做功(水平方向)。
W=Fs 匀速时,F=F摩
即:W=F摩s
2、克服重力做功(竖直向上)。
W=Fs 匀速时,F=G
即:W=Gh
例2:某足球运动员在水平方向用25N的力,将重为10N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上滚了30m才停下来。在球滚动过程中,脚对球所做的功为( )
A、750J B、300J
C、450J D、0
例3:起重机将2×104kg的货物从地上吊起3m高后,又在水平方向上移动5m,求起重机做了多少功?
解:起重机的拉力等于货物的重力,在水平方向移动,拉力不做功,所以,起重机做的功为:
W=FJ=Gh=mgh
=2×104kg×10N/kg×3m=6×105J
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