第三节 功
功的概念
物理学中,把
力
与物体在
力的方向通过的距离
的乘积叫做机械功
,
简称功
.
F
S
小孩的拉力
F
拉小狗移动了一段距离
S
,我们说
小孩的拉力对小狗做了功
,或简单的说
小孩对小狗做了功
。
F
功的概念
F
S
叉车的举力
F
将货物移动了一段距离
S
,我们说
叉车的举力对货物做了功
,或简单的说
叉车对货物做了功
。
功的概念
S
锤子对钉子的锤力
F
使钉子移动了一段距离
S
,我们说
锤子的力对钉子做了功
,或简单的说
锤子对钉子做了功
。
功的概念
F
F
S
F
S
S
小孩对小狗
做功
叉车对货物
做功
锤子对钉子
做功
功的概念
做功的必要因素:
1
、
对物体要有力的作用
2
、
物体在力的方向上通过一定的距离
S
F
1、运动员用力将杠铃向上举起的过程,举力是否做功?
2
、汽车的牵引力使汽车水平前进,牵引力是否对汽车作功?
F
S
组
功的概念
占旭刚将杠铃举在头顶
7
秒,在这
7
秒内他对杠铃是否做功?
组
物体受到
力
,但
没有移动距离
,力对物体
没有做功
功的概念
运动员踢足球
,
球
离开脚后
,
飞出
10
米远的过程
,
运动员是否对球做功
?
球离开脚后已
不受运动员的踢力作用
,但因为
惯性
通过一段距离,运动员
没做功
组
功的概念
F
组
人抬着物体在水平面上行走,人是否对物体做功
?
有力也有移动距离,但
通过距离不在力的方向上
(
力与通过的距离相垂直
)
,因此力
没有做功
功的概念
S
物体在
光滑
平面上做
匀速直线
滑行是否有力做功
?
组
S
功的概念
小结
2
、没做功的情况:
1、做功的两个必要因素:
(
2
)物体在力的方向上通过一定的距离.
(
1
)
对物体要有力的作用
.
(1)
有力无距离
(
劳而无功
)
(2)
有距离无力
(
不劳无功
)
(3)
力和通过的距离方向相垂直
功的概念
请你判断下列情景中人做功了吗?为什么?
人做了功
劳而无功
不劳无功
力和通过的距离方向相垂直
F
小明沿楼梯,将重物从 一楼提到二楼,问在此过程中小明有没有对重物做功?
功的概念
物体移动的距离
S
1
与所受力
F
的方向虽然
不在同一直线上
,但它们并
不相互垂直
。在力
F
的作用下,物体在
该力的方向通过了
S
2
的距离
,因此该力对物体做了功。
S
1
S
2
功的公式
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积
.
W
F
S
·
=
公式
:
即
功
=
力
×
距离
物理学中,把
力
与物体在
力的方向通过的距离
的乘积叫做机械功
功的单位
1N
的力作用在物体上
,
物体在力的方向上通过
1m
的距离
,
力所做的功为
1J
为了纪念英国的物理学家焦耳,把功的单位
N
·
m
称做焦耳,简称焦
,
符号
:J
.
焦
1J
=
1N·m
单位
:
1
焦耳的物理意义
:
W
F
S
·
=
J
N
m
·
=
功的单位
将
一只鸡蛋
从地上检起,并把它缓缓
举过头顶
,在这过程中对鸡蛋所做的功大约为
1J
。
省力费距离
费力省距离
比 较:
问题:
有没有既省力又省距离的机械?
扫帚
——
费力杠杆
动
滑
轮
F s
是利用斜面提升物体时,沿斜面
作用在物体上的力
与物体
沿力的方向通过的距离
的乘积。
Gh
是直接提升物体时,
作用在物体上的力
与物体
在力的方向上通过的距离
的乘积
Fs
和
Gh
的意义
探究斜面
测量次数
F
/N
s
/m
G
/N
h
/m
F
s
/(
N·m
)
Gh
/(
N·m
)
①
0.8
2
2
0.8
1.6
1.6
②
1.2
2
3
0.8
2.4
2.4
③
1.6
2
4
0.8
3.2
3.2
分析比较表中的数据,你有什么发现
?
①
F
<
G
②
Fs=Gh
利用斜面省力,但必定费距离。
实验表明:
既省力又省距离的机械是不存在的
利用斜面可以省力。
再探斜面
测量次数
F
/N
s
/m
G
/N
h
/m
F
s
/(N·m)
Gh
/(N·m)
①
0.8
2
2
0.8
1.6
1.6
②
1.2
2
3
0.8
2.4
2.4
③
1.6
2
4
0.8
3.2
3.2
Fs=Gh
利用斜面省力,但必定费距离。
实验表明:
使用斜面不能省功
探究斜面
测量次数
F
/N
s
/m
G
/N
h
/m
F
s
/(N·m)
Gh
/(N·m)
①
0.81
2
2
0.8
1.62
1.6
②
1.22
2
3
0.8
2.44
2.4
③
1.62
2
4
0.8
3.24
3.2
分析比较表中的数据,你有什么发现
?
功的计算
例题
陈杰同学将质量为
10kg
的水桶从离井口
3m
深处提到井口。在这一过程中,陈杰对水桶做了多少功?
解:
陈杰提水桶的过程中,对水桶的拉力为:
F=G=mg
=
10kg×10N/kg=100N
水桶在拉力方向上移动的距离为:
s=
3m
W=Fs=
100N×3m=300N
陈杰对水桶做的功为:
小结
二
.
做功的两个必要因素:
一
.
通过
实验表明:既
省力又省距离
的机械是
不存在
的。即
使用任何机械都不省功
。
1
、
对物体要有力的作用
2
、
物体在力的方向上通过一定的距离
W
F
S
·
=
三
.
功的公式
焦
1J
=
1N·m
四
.
功的单位