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第3節 功 功率
第十一章 機械與功
1.知道力學中的功的含義，理解做功的兩個必要因素；
2.掌握功的計算公式和單位，會用公式進行計算；
3.知道功率概念，能寫出功率的定義式，并進行簡單計算。
學習目標
h
S=2h
人們在使用簡單機械時發現，省力的機械不省距離，省距離的機械不省力。在利用機械為人們工作時，力和距離之間到底存在著什么樣的關系呢？
一、做 功
新知學習
他們的效果相同嗎
如下圖所示，小明水平推箱子，雖然費了力氣，但箱子沒有移動；小聰用力將箱子拉動了。他們的效果相同嗎？如何解釋呢？
觀 察
F
s
　　物理學中的功主要是吸收了“貢獻”的意思。如果某個力對物體的移動做出了貢獻，取得了成效，說這個力對物體作了功。
叉車舉高貨物
s
F
F
F
s
共同點：
物體受到了力的作用；
物體在力的方向上移動了一段距離。
F
s
F
拉力對車做了功
馬拉車
物理學中規定：如果力作用在物體上，并使物體沿力的方向移動一段距離，我們就說力對物體做了功。
人用力推車，車未動，在推力方向上車沒有移動距離，故推力沒有做功。
怎樣才算做功
汽車的牽引力使汽車移動一段距離，牽引力對汽車做了功。
s
F
F
F
s
F
做功的兩個必要因素:
注意：兩個條件缺一不可
1. 有力的作用
2. 在力的方向上有移動距離
三種不做功的情況
①有力無距離
用力搬石頭，石頭未動
F
F
舉重運動員舉著杠鈴不動
②有距離無力
離開手的物體，由于慣性而繼續運動
③力和運動方向垂直
s
功＝力×距離
W = Fs
公 式
注意：當力和物體在力的方向上通過的距離相反時，我們說物體克服這個力做功。
1.功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。
做功與力、力的方向上移動的距離有關，做功的大小是怎么計算呢？
二、功的計算
2.功的單位和物理意義
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
W = Fs
物理意義：1 N的力使物體在力的方向上，通過1 m的距離時所做的功為1 J。
單位：焦耳
3.做功的兩種情況：
①力和物體運動方向一致，是力對物體做功
②力和物體運動方向相反，是克服力做功
提起重物是克服重力做功
F2H2也應該
是功!
這里面隱藏著一個重要的物理理……
功的定義是 W=Fs，那么在上一節課“使用動滑輪”的實驗中計算的 GH1 也是功吧？
我們是不是可以來討論 GH1 和 F2H2相等的問題呢？
使用動滑輪能省力，但不能省功。大量的實驗和理論研究表明：使用任何機械都不能省功，這個結論叫做功的原理。
復雜機械是由簡單機械組合而成的，因此功的原理對一切機械都適用。這個結論在歷史上曾被譽為“機械的黃金定律”, 對機械的使用和研制都具有重要的指導意義。
甲 乙 丙
磚數（塊） 20 20 15
做功（J）
時間（min） 10 20 20
600
450
600
甲、乙做功相同，甲所用時間少，甲做功快。
1.甲、乙做功誰快？
2.乙、丙做功誰快？
乙、丙所用時間相同，乙所做的功多，乙做功快。
3.甲、丙做功誰快？
所用時間不同，所做的功不同，如何比較？
比較相同時間內做功的多少
三、功率
觀察下表數據，比較做功的快慢
甲 乙 丙
磚數（塊） 20 20 15
做功（J）
時間（min） 10 20 20
600
450
600
60
30
22.5
所做的功
時間
(J/min)
功
做功時間
1個單位時間內做的功
甲在單位時間內所做的功最快
1.定義：
功與完成這些功所用時間之比叫作功率。
2.物理意義：
表示物體做功快慢的物理量。
3.公 式：
P =
W
t
4.單 位：
國際單位：瓦特 ，符號 W
常用單位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
換算關系：1kW=103W 1W=1J/s
一般機器上都有一個小牌子叫做銘牌，上面標有一些數據，功率是其中的一項。
功率1.2kW表示什么物理意義？
表示物體在1s內做功1200J。
抽水機
銘 牌 型 號 5C11
流 量 52m3 /h
吸 程 10m
功 率 1.2kW
功
功率
做功的兩個必要因素
作用在物體上的力
在力的方向上移動的距離
公式：
功率
定義：
功與完成這些功所用時間之比叫作功率
物理意義：
表示物體做功的快慢
公式：
P =
W
t
單位：
W=Fs
焦耳、簡稱焦，符號J
單位：
瓦特，簡稱瓦，符號W
功
功的原理
內容：使用任何機械都不能省功
范圍：對一切機械都適用
課堂小結
1.關于做功的幾個判斷中，不正確的是（ ）
A.起重機將貨物吊起時，起重機的拉力對貨物做了功
B.汽車載著貨物在水平公路上行駛時，汽車對貨物向上的支持力不做功
C.某個人將鉛球推出，鉛球在空中運動過程中，推力對鉛球做功
D.人用力托著一箱貨物站著不動時，人對貨物不做功
C
隨堂練習
2. 用40N的水平拉力將重為100N 的物體沿水平方向拉動了3m。求: (1)重力所做的功; (2)拉力所做的功。
G
F
移動距離s
解：
（1）重力的方向與移動距離的方向垂直，所以重力不做功。
W=Fs=40N × 3m=120J
（2）已知F拉= 40N s=3m
答：重力做功為零，拉力做的功是120J。
3.建筑工地上，水泥板質量為0.7t，起重機在15s內把它勻速提升到4m的高度，起重機提升重物的功率是多少？
解：m= 0.7t=700kg
F=G=mg=700kg×10N/kg =7×103N
s=4m
W=FS=7×103N×4m=2.8×104J
起重機提升水泥板的功率：
P= = 1.87×103 w
W
t

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