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1、 第十一章第十一章 机械功与机械能机械功与机械能 亳州十二中学亳州十二中学 柴海柴海 2013 2013年年9 9月月20 20 学习要求学习要求v阅读课本阅读课本P2-6，思考下列问题，思考下列问题（10分钟）分钟）：v1.观察图观察图11-1所示两位同学的活动中有什么共同点？所示两位同学的活动中有什么共同点？ v2.什么叫做功？做功的两个必要因素是什么？什么叫做功？做功的两个必要因素是什么？v3.判断图判断图11-3三种情况是否有力对物体做功？三种情况是否有力对物体做功？v4.怎样计算功的大小？功的单位是什么？怎样计算功的大小？功的单位是什么？v5.图图11-5中用手匀速托起两个鸡蛋升高中
2、用手匀速托起两个鸡蛋升高1m时手对鸡蛋时手对鸡蛋做的功大约是多大？做的功大约是多大？v6.P5活动活动3中的计算错在哪里，在这个例子中，要计算中的计算错在哪里，在这个例子中，要计算出人拉车的力所做的功，还必须知道什么条件？出人拉车的力所做的功，还必须知道什么条件？v7.功的计算有哪些推导式？分别能计算哪些物理量？功的计算有哪些推导式？分别能计算哪些物理量？v8.什么是机械功原理？什么是机械功原理？当堂训练一当堂训练二11.1怎样才叫怎样才叫“做功做功” 观察图观察图11-2所示两位同学的活动中有什所示两位同学的活动中有什么共同点？么共同点？v这两幅图中同学的活动有什么共同特这两幅图中同学的活动
3、有什么共同特点？点？v -物体都移动了一段距离物体都移动了一段距离v物体为什么会移动一段距离？物体为什么会移动一段距离？v -都受到了力的作用都受到了力的作用v移动的距离和力之间有什么关系？移动的距离和力之间有什么关系？v -是在力的作用下，沿力的方向是在力的作用下，沿力的方向上移动的距离上移动的距离一一.什么叫做功？做功的两个必要因素什么叫做功？做功的两个必要因素是什么？是什么？v 作用在物体上的力，使物体在力的作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了物体做了机械功机械功，简称做了，简称做了功功。v v做功的两个必要因素做功的
4、两个必要因素v 作用在物体上的作用在物体上的力；力；v 物体在物体在力的方向力的方向上通过的距离。上通过的距离。 1、 判断图判断图11-3三种情况是否有力三种情况是否有力对物体做功？对物体做功？v 图图A小鸟将虫子从地里叼起来的过程中小鸟将虫子从地里叼起来的过程中小鸟对虫子施加了力，虫子从地里被叼起来的小鸟对虫子施加了力，虫子从地里被叼起来的距离和该力的作用方向一致，所以距离和该力的作用方向一致，所以小鸟对虫子小鸟对虫子做了功。做了功。v 图图B人将油桶沿斜面向上推，人对油桶人将油桶沿斜面向上推，人对油桶持续用力，力的方向沿斜面向上，油桶在上升持续用力，力的方向沿斜面向上，油桶在上升的过程中
5、沿斜面移动的距离和该力的作用方向的过程中沿斜面移动的距离和该力的作用方向一致，因此一致，因此人对油桶做了功。人对油桶做了功。v 图图C杠铃被举在高处静止不动，尽管运杠铃被举在高处静止不动，尽管运动员对杠铃用了力，但杠铃没有移动距离，所动员对杠铃用了力，但杠铃没有移动距离，所以以运动员对杠铃没有做功。运动员对杠铃没有做功。2、当堂训练、当堂训练1v 你背着书包走水平路到学校你背着书包走水平路到学校,你对书包是否你对书包是否做了功做了功?v你用力推墙你用力推墙,墙没动你是否对墙做了功墙没动你是否对墙做了功?v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,我是否对粉笔做
6、了功我是否对粉笔做了功? 力的方向和物体移动的方向垂直,物体在力的方向上没有移动距离，S=0S=0 有力作用在物体中,但物体没有移动距离，S=0S=0物体没有受到力,是靠惯性移动 ，F=0F=0二二.怎样计算功的大小？功的单位是什怎样计算功的大小？功的单位是什么？么？v1.功的计算功的计算:力对物体做的功等于力对物体做的功等于力力与物体在与物体在力的方向力的方向上通过的距离的乘积上通过的距离的乘积.v 表达式表达式:功功=力力距离距离v W=FSv2.单位单位: v 焦耳焦耳(J) 1J=1Nm1.图图11-5中用手匀速托起两个鸡蛋升高中用手匀速托起两个鸡蛋升高1m时手对鸡蛋做的功大约是多大？
7、时手对鸡蛋做的功大约是多大？v两个鸡蛋的重力约两个鸡蛋的重力约1牛顿；牛顿；v匀速托起鸡蛋，手的托力匀速托起鸡蛋，手的托力F等于鸡蛋的重力等于鸡蛋的重力G=1N；v鸡蛋在托力的方向上上升的距离鸡蛋在托力的方向上上升的距离S=1m;v托力对鸡蛋做的功托力对鸡蛋做的功v W=FS =GSv =1N1mv =1JGs2.P5活动活动3中的计算错在哪里，在这个例子中，要计中的计算错在哪里，在这个例子中，要计算出人拉车的力所做的功，还必须知道什么条件？算出人拉车的力所做的功，还必须知道什么条件？v 2000N的重力并没有对车做功。因的重力并没有对车做功。因为重力的方向是竖直向下的，而车子是为重力的方向是
8、竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。在水平方向上移动。v 要计算人拉车的力所做的功，就要要计算人拉车的力所做的功，就要用拉力的大小成车子在拉力的方向上通用拉力的大小成车子在拉力的方向上通过的距离。已知车子沿拉力的水平方向过的距离。已知车子沿拉力的水平方向前进了前进了5m，所以还需要知道拉力的大小。所以还需要知道拉力的大小。例题例题1 在水平地面上，用在水平地面上，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，米，求求（1）推箱子的小朋友做了多少功？推箱子的小朋友做了多少功？ （2）当推力撤去后，箱子由于惯性在水平面上又继续前进）当推力撤去后，箱子由于惯性
9、在水平面上又继续前进 了了5m，这时小朋友做了多少功？，这时小朋友做了多少功？ （3）如果把这个箱子匀速举高）如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？，他做了多少功？10mF=50NG=100N已知：已知：F=50N, s=10m, G=100N, h=1.5m.求：求：W1 、 W2 、 W3.解：解：W1=Fs=50N10m=500J箱子由于惯性，向前运动，因为箱子由于惯性，向前运动，因为 ， 即即W2=0J W3=Gh=100N1.5m=150J3.功的计算有哪些推导式？分别能计功的计算有哪些推导式？分别能计算哪些物理量？算哪些物理量？vW=FSv 已知力已知力F和物体在力的方向上
10、移动的距离和物体在力的方向上移动的距离S可以计算功可以计算功W；vF=WSv 已知功已知功W和物体在力的方向上移动的距离和物体在力的方向上移动的距离S可以计算力可以计算力F；vS=WFv 已知功已知功W和力和力F可以计算物体在力的方向可以计算物体在力的方向上移动的距离上移动的距离S。三三.什么是机械功原理？什么是机械功原理？ 用机械工作时，用机械工作时， 有时可以省力，有时可以省距离，有时可以省力，有时可以省距离， 但省力必然费距离，省距离则一定省力，但省力必然费距离，省距离则一定省力， 既省力又省距离是不可能的。既省力又省距离是不可能的。 也就是说也就是说 使用任何机械都不能省功使用任何机械
11、都不能省功。 这个结论叫做这个结论叫做机械功原理机械功原理。1、当堂训练、当堂训练2v1一起重机将重为一起重机将重为1.2104N的钢材竖直匀速提升的钢材竖直匀速提升3m后，后，又沿水平方向匀速移动又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做，在整个过程中起重机对钢材做的功为的功为J。v2重为重为1000N的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进进10m，小车所受阻力为车重的，小车所受阻力为车重的0.3倍，则拉力对小车做的倍，则拉力对小车做的功为功为 J；小车重力做的功为；小车重力做的功为 J。v3 某人用某人用20N的力将重为的力将重为15N的球
12、推出去后，球在地面上的球推出去后，球在地面上滚动了滚动了10m后停下来，这个人对球所做的功为（后停下来，这个人对球所做的功为（ ） A0J B200JC150JD条件不足，无法计算条件不足，无法计算v4晓亮同学从地面走上晓亮同学从地面走上10m高的四楼教室，估计他克服重高的四楼教室，估计他克服重力做的功为（）力做的功为（） A500W B500J C5000WD5000J2、小华同学用水平力F，拉着木箱在粗糙的水平面上运动的距离为L，小华对木箱所做的功为W1 ，小莉同学用同样的力F拉着同样的木箱，在光滑的水平面上运动的距离也为L，小莉对木箱所做的功为W2，则W1 W2（填“”、“”或“”）重要
13、提示：重要提示：不做功的三种情况不做功的三种情况1 物体在运动，但物体在运动方向上没有物体在运动，但物体在运动方向上没有 力的作用。力的作用。二二. 有力作用于物体，但物体没有移动。有力作用于物体，但物体没有移动。 例例1. 甩出的保龄球在水平光滑的轨道上滚动过程甩出的保龄球在水平光滑的轨道上滚动过程 例例1. 举重运动员，举着杠铃接受记者拍照。举重运动员，举着杠铃接受记者拍照。 例例2. 用力推静止汽车，汽车不动。用力推静止汽车，汽车不动。三三.力的方向与物体运动方向垂直力的方向与物体运动方向垂直 例例1. 某学生背着某学生背着30牛顿的书包，在水平路面上牛顿的书包，在水平路面上 匀速前进匀
14、速前进100米米 例例2. 起重机吊着起重机吊着5吨货物，沿水平方向匀速前吨货物，沿水平方向匀速前 进一段距离。进一段距离。四四.课堂作业课堂作业 课本课本P6 自我评价与作业自我评价与作业-2、3、4 焦耳，J.P.（James Prescott Joule 18181889） 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月，在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验.直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复作了四百多次实验，结果都相差不远 。