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1、11.1怎样才叫怎样才叫“做功做功”物理学中的物理学中的“做功做功”与日常生活中所说的与日常生活中所说的“做工做工”有着不同的含义。有着不同的含义。在如图在如图11-111-1所示的实例中，推车车不动，搬石石未起。所示的实例中，推车车不动，搬石石未起。人虽竭尽全力，大汗淋漓，但从物理学的角度看，人人虽竭尽全力，大汗淋漓，但从物理学的角度看，人却没有做功！却没有做功！一、怎样才叫做功一、怎样才叫做功活动活动找共同点找共同点F FS SF F、S S在图在图11-211-2（a a）中，小车在水平推力）中，小车在水平推力F F的作用下，沿力的的作用下，沿力的方向移动了一段距离方向移动了一段距离s.
2、s.观察图观察图11-211-2所示两位同学正在做功。请仔细分析他们所示两位同学正在做功。请仔细分析他们的活动，找出两者的共同点？的活动，找出两者的共同点？一、怎样才叫做功一、怎样才叫做功活动活动 找共同点找共同点S SF F图图11-2在图在图11-211-2（b b）中，小桶在拉力）中，小桶在拉力F F的作用下，的作用下，沿力的方向上升了一段距离沿力的方向上升了一段距离s;s;两者的共同点是：两者的共同点是：物体在作用力的方向上物体在作用力的方向上移动了一段距离。移动了一段距离。、定义、定义:作用在物体上的力作用在物体上的力,使物体在力的使物体在力的方向上移动一段距离方向上移动一段距离,就
3、说这个力对就说这个力对 ，简称做了功，简称做了功物体做了机械功物体做了机械功一、怎样才叫做功一、怎样才叫做功、我们可以归纳出做功的两个必要因素是什么、我们可以归纳出做功的两个必要因素是什么？作用在物体上的；作用在物体上的；物体在力的方向上移动的物体在力的方向上移动的。必必要要因因素素距离距离力力、在下列三种情况下，对物体没有做功：在下列三种情况下，对物体没有做功：有力有力F F，没有距离，没有距离S;S;即：即：F F00，S=0S=0有距离有距离S,S,没有力没有力F;F;即：即：F=0F=0，S S00通过的距离通过的距离S S与力与力F F的方向垂直，即：的方向垂直，即：FS.FS.注意
4、：注意：力对物体做功的多少只与这两个因素有关，与力对物体做功的多少只与这两个因素有关，与物体的运动状态物体的运动状态（如竖直方向还是水平方向如竖直方向还是水平方向 ，匀速运动，匀速运动还是加速运动等）、物体的质量、支持面是否光滑无关。还是加速运动等）、物体的质量、支持面是否光滑无关。当力的方向与运动距离的方向相反时，该力也做功，当力的方向与运动距离的方向相反时，该力也做功，一般我们说克服该力做功，如克服重力做功。一般我们说克服该力做功，如克服重力做功。、小练习、小练习11-311-3 虽然司机费了九牛二虽然司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹虎之力，汽车还是纹丝不动丝不动 .（劳而无功）（劳而无功
5、）（没做功）（没做功）运动员踢了足球一下，运动员踢了足球一下，球在草地上滚动一段距离球在草地上滚动一段距离 （没做功（没做功）（）（无劳无功无劳无功）二、二、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？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上通过的距离的乘积离的乘积.1.1.功的计算功的计算:表达式表达式:功功=力力距离距离 W=F W=F S S2.2.单位单位:焦耳焦耳(J)(J)1J =1N1J =1N m mm m1J 1J 1N1N3.3.1J1J的物理意义：的物理意义：用牛的力使物体在力的方向上移动米距离，力对用牛
6、的力使物体在力的方向上移动米距离，力对物体所做的功就是焦耳。物体所做的功就是焦耳。注意：三个注意：三个“同一性同一性”力与物体、移动的距离在方向上必须一致；力与物体、移动的距离在方向上必须一致；力与物体、移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。力与物体、移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间。例例1 1.图图11-511-5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1m1m时时手对鸡蛋做的功大约是多大？手对鸡蛋做的功大约是多大？两个鸡蛋的重力约两个鸡蛋的重力约1 1牛顿；牛顿；匀速托起鸡蛋，手的托力匀速托起鸡蛋，手的托力F F等于鸡蛋的重力等于鸡蛋的重力G=1NG=1N；鸡蛋在托
7、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=h=1m;S=h=1m;托力对鸡蛋做的功托力对鸡蛋做的功 W=FS=GhW=FS=Gh =1N =1N1m1m =1J =1JGs估测：将物理课本从地面捡到课桌上大约做多少功？估测：将物理课本从地面捡到课桌上大约做多少功？例例2 2：分析：分析：2000N2000N的重力并没有对车做功。因为重力的方的重力并没有对车做功。因为重力的方向是竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。向是竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。要计算人拉车的力所做的功，就要用要计算人拉车的力所做的功，就要用拉力拉力的的大小乘车子大小乘车子在拉力的方向上通过的距离在拉力的方
8、向上通过的距离。已知车子。已知车子沿拉力的水平方向前进了沿拉力的水平方向前进了5m5m，所以还需要知道拉力所以还需要知道拉力的大小。的大小。不不对。因为人对车的拉力不等于重力的大小；对。因为人对车的拉力不等于重力的大小；要计算人拉车的力所做的功，还必须知道要计算人拉车的力所做的功，还必须知道人对车人对车的拉力的拉力；因为力对物体所做的功等于因为力对物体所做的功等于力与物体在这个力的力与物体在这个力的方向上所通过的距离的乘积方向上所通过的距离的乘积。例题例题3 3：如图，用水平力如图，用水平力F F拉物体拉物体A A在光滑水平面上在光滑水平面上沿直线移动沿直线移动s s，做功，做功W WA A；
9、用同样大小的力；用同样大小的力F F拉物体拉物体B B在在粗糙的水平面上沿直线也移动粗糙的水平面上沿直线也移动s s，做功，做功W WB B；用同样大；用同样大小的力小的力F F拉物体拉物体C C在斜面上沿直线也移动在斜面上沿直线也移动s s，做功，做功W WC C。你能比较你能比较W WA A和和W WB B和和W WC C的大小关系吗？的大小关系吗？AF光滑平面光滑平面BF粗糙平面粗糙平面CF斜面斜面W WA A=W=WB B=W=WC C例题例题:一个人一个人用用50N50N的力往下压杠杆一端，手下降的的力往下压杠杆一端，手下降的高度是高度是2m2m，而杠杆的另一端把一个物体抬高，而杠杆
10、的另一端把一个物体抬高了了0.5m0.5m。杠杆杠杆重不计，杠杆转动时的重不计，杠杆转动时的摩擦不计。问摩擦不计。问：（1 1）人做了多少功？）人做了多少功？（2 2）被抬高的物体有多重？）被抬高的物体有多重？解：（解：（1 1）由功的计算公式可知）由功的计算公式可知:已知：已知：s s=2m2m F F=50N50N h=0.5m h=0.5m求求：（：（1 1）W W；（；（2 2）G G答：（1）人做了100J的功；（2）物体的重为200N（2 2）因为杠杆重及摩擦不计，由机械功原理可知：）因为杠杆重及摩擦不计，由机械功原理可知：物体的重为：物体的重为：估测计算估测计算1 1、小明将掉在
11、地面上的物理书捡起来放在课桌上，、小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，这一过程中他对课本所做工最接近于（这一过程中他对课本所做工最接近于（)A A、0.02J B0.02J B、0.2J C0.2J C、2J D2J D、20J20JC2 2、在、在20122012年伦敦奥运会上，我国选手吕小军在男子年伦敦奥运会上，我国选手吕小军在男子7777公斤级举重比赛中获得冠军，他的抓举成绩是公斤级举重比赛中获得冠军，他的抓举成绩是175175公斤。公斤。则他在抓举全过程中对杠铃做的功约为（则他在抓举全过程中对杠铃做的功约为（）A A、3 310102 2J BJ B、1 110103 3J CJ
12、 C、3 310103 3J DJ D、5 510103 3J JC3 3、中学生小华在跳绳体能测试中，、中学生小华在跳绳体能测试中，1min1min内跳了内跳了180180次，次，则他则他1min1min内所做的功为内所做的功为 J J 。4.5103JFGFGhsF=F=G GS=2hS=2h这种机械省一半力但却费一倍距离这种机械省一半力但却费一倍距离三、机械功的原理三、机械功的原理使用动滑轮时手拉绳做功：使用动滑轮时手拉绳做功：所以：所以：W=W=WW总结：总结：使用任何机械都不能省功,这就是机械功的原理。称为机械的黄金定律机械功原理也可以表述成：机械功原理也可以表述成：使用机械做功时，
13、动力对使用机械做功时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服所有阻力所做的功。机械所做的功，一定等于机械克服所有阻力所做的功。F1/2G,S=2h,W=FSW=Gh (F1/2G,S=2h,W=FSW=Gh (考虑摩擦和机械自重）。考虑摩擦和机械自重）。W=FS=1/2GW=FS=1/2G2h=Gh2h=Gh，W=Gh (W=Gh (不计摩擦和机械自重）。不计摩擦和机械自重）。所以：所以：W W WW 显然使用机械不省功，且需要做更多的功，这是因为在使用显然使用机械不省功，且需要做更多的功，这是因为在使用机械时，不仅要对重物做功，还要克服机械自重和摩擦而做功。机械时，不仅要对重物做功，还要克服机
14、械自重和摩擦而做功。对于使用机械做功的理解：对于使用机械做功的理解：不考虑摩擦和机械的自重，称为理想机械。在理想不考虑摩擦和机械的自重，称为理想机械。在理想机械中，人们对机械做的功（机械中，人们对机械做的功（W=FS)W=FS)与机械对物体做与机械对物体做的功的功W=GhW=Gh相等。相等。考虑摩擦和机械的自重。在实际机械中，人们对机械考虑摩擦和机械的自重。在实际机械中，人们对机械所做的功所做的功W=FSW=FS大于机械对物体做的功大于机械对物体做的功W=GhW=Gh，即，即W W WW。巩固练习巩固练习证明：将重为证明：将重为G G的物体升高的物体升高h h时，时，直接用手所做的直接用手所做
15、的功为：功为：W W1 1=GhGh，动力所做的功为：动力所做的功为：W W2 2=FLFL，因为斜面光滑，由机械功原理可知：因为斜面光滑，由机械功原理可知：W W1 1=W W2 2即即FL=FL=GhGh，则，则因为因为L Lh h，所以，所以F FG G当堂训练当堂训练1 1一起重机将重为一起重机将重为1.21.210104 4N N的钢材竖直匀速提升的钢材竖直匀速提升3m3m后，又后，又沿水平方向匀速移动沿水平方向匀速移动5m5m，在整个过程中起重机对钢材做的功，在整个过程中起重机对钢材做的功为为 J J。2 2重为重为1000N1000N的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进的小车
16、，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m10m，小车所受阻力为车重的，小车所受阻力为车重的0.30.3倍，则拉力对小车做的功为倍，则拉力对小车做的功为 J J；小车重力做的功为；小车重力做的功为 J J。3 3 某人用某人用20N20N的力将重为的力将重为15N15N的球推出去后，球在地面上滚的球推出去后，球在地面上滚动了动了10m10m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（）A A0J B0J B200J C200J C150J D150J D条件不足，无法计算条件不足，无法计算4 4晓亮同学从地面走上晓亮同学从地面走上10m10m高的四楼教室，估计他高的四楼教室，估
17、计他克服重力做的功为（）克服重力做的功为（）A A500W500W B B500J C500J C5000W D5000W D5000J5000J3 310103 30 A AD D3.63.610104 45.5.小明同学用一个距离手小明同学用一个距离手3m3m高的定滑轮拉住重高的定滑轮拉住重100N100N的物体，从的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动滑轮正下方沿水平方向移动4m4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功（他至少做功（）A.200J B.300J C.400J D.500JA.200J B.300J C.400J D.500JA A6.6.用弹簧
18、测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的运动，两次运动的stst图象如图所示其对应的弹簧测力计示图象如图所示其对应的弹簧测力计示数分别为数分别为F F1 1关系关系、F F2 2 ，相同时间内所做的功分别为，相同时间内所做的功分别为W W1 1 、W W2 2 ，则它们的则它们的正确的是（正确的是（）A AF F1 1F F2 2 W W1 1W W2 2 B BF F1 1=F=F2 2 W W1 1W W2 2 C CF F1 1=F=F2 2 W W1 1W W2 2 D DF F1 1F F2 2 W W1 1W
19、 W2 2 B B怎样才叫“做功”1.功的概念2.做功的两个必要因素3.功的计算4.机械功原理及应用分析实例知识总结知识总结1.1.一个质量是一个质量是50kg50kg的人从一楼走上三楼，他克服的人从一楼走上三楼，他克服重力做的功大约是重力做的功大约是_2 2如图所示，直径为如图所示，直径为d d的圆筒上绕着绳子，某同学用的圆筒上绕着绳子，某同学用恒力恒力F F拉着绳子的自由端使圆筒在地上滚动，则他使圆拉着绳子的自由端使圆筒在地上滚动，则他使圆筒滚动一周所做的功是筒滚动一周所做的功是 ()()A AdF BdF B2dF 2dF C C4dF D4dF D0 0课外作业：课外作业：3000J3000JA A课堂作业：课堂作业：课本课本P6P6，自我评价与作业，自我评价与作业-1-1、2 2、3 3、4.4.谢谢 谢谢