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(共22張PPT)
第11章 機(jī)械與功
功
3　第1課時
01
知道功的定義，能說出生活中做功的例子。
02
了解做功的兩個必要因素，能說出不做功的例子。
03
了解功的單位與計(jì)算方法，能進(jìn)行簡單的計(jì)算。
F
s
叉車舉高重物，叉車對重物的力對物體的移動做出了貢獻(xiàn)，取得了成效，就說這個力對物體做了功。
一、做功
活動　閱讀教材第96頁，完成以下內(nèi)容。
1.物理學(xué)中規(guī)定：如果力作用在 上，并使物體沿力的方向移動一段
，就說力對物體做了功。
距離
物體
一、做功
一、做功
2.圖中，人對石頭、足球和水桶做功了嗎？為什么？
圖丙
手提水桶在水平路面行走
圖甲
小朋友對石頭搬而未動
圖乙
足球在水平地面上滾動
小朋友對石頭施力
但石頭沒有移動距離
沒有做功
水平方向上足球有移動距離但人沒有對足球施力
沒有做功
手對水桶施加豎直向上的力但水桶沒有在力的方向上移動距離。
沒有做功
2.不做功的幾種情況：
一是有力無距離，如小朋友搬石頭搬而未起；
二是有距離無力，如滾動中的足球；
三是有力也有距離但力和距離的方向垂直，比如手提水桶水平移動。
總結(jié)提升
1.做功的兩個必要因素：
一是作用在物體上的力；
二是物體在這個方向上
移動的距離。
答案　不做功，有作用力，但沒有在力的方向上移動距離。
學(xué)以致用
答案　不做功，有作用力，但沒有在力的方向上移動距離。
(1)如圖甲，當(dāng)你抱著一摞書不動時，你對
書做功了嗎？為什么？
甲
(2)如圖乙，用力推汽車，汽車沒有動，人對汽車做功了嗎？為什么？
乙
(3)如圖丙，冰壺被推出后在平滑的冰面上滑行，人對冰壺做功了嗎？為什么？
學(xué)以致用
答案　不做功，雖然移動了距離，但冰壺離開手后沒有受到手的作用力。
二、功的計(jì)算
1.思考以下問題并得出結(jié)論，做功的多少與什么有關(guān)呢？
①分別將一本書舉過頭頂和十本書舉過頭頂。做的功一樣多嗎？為什么？這個體驗(yàn)說明了做功的多少與什么有關(guān)呢？
②請分別將十本書舉過肩和舉過頭頂，做的功一樣多嗎？為什么？這個體驗(yàn)說明了做功的多少與什么有關(guān)呢？
結(jié)論：做功的多少與 有關(guān)。
力的大小和在力的方向上移動的距離
二、功的計(jì)算
2.物理學(xué)中，功等于力與物體沿力的方向移動距離的 ；表達(dá)式為：
，單位是牛頓米，它有一個專門的名稱叫作 ，簡稱 ，符號是 。
3.當(dāng)力的方向和物體運(yùn)動方向相反時，我們說物體克服這個力做功。
乘積
W＝Fs
焦
焦耳
J
學(xué)以致用
1.在平地上，用50 N的水平推力推動重100 N的箱子，前進(jìn)了10 m，推箱子的人做了多少功？如果把這個箱子勻速舉高1.5 m，他做了多少功？
解：W1＝Fs＝50 N×10 m＝500 J
W2＝F's'＝Gh＝100 N×1.5 m＝150 J
學(xué)以致用
2.如圖，物體在水平推力F的作用下在水平面上前進(jìn)了25 cm，力F做了0.75 J的功，求力F的大小。
解：s＝25 cm＝0.25 m
根據(jù)W＝Fs得：
F＝＝3 N
學(xué)以致用
3.小明同學(xué)從一樓將質(zhì)量為3 kg的啞鈴提到二樓，對啞鈴做了90 J的功，則一樓到二樓的高度是多少米？(g取10 N/kg)
解：G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N
根據(jù)W＝Fs＝Gh得：
h＝＝3 m
1.(2024·江門蓬江區(qū)一模)某商場中有兩種電梯，甲為階梯式電梯，乙為履帶式電梯。如圖所示，小明乘甲、乙兩種電梯勻速從一樓到二樓，該過程他與電梯保持相對靜止，下列說法錯誤的是(　　)
A.兩種上樓方式，人克服重力做功相等
B.乘甲電梯過程中，電梯對人沒有摩擦力
C.乘甲電梯過程中，電梯對人的支持力做功為零
D.乘乙電梯過程中，電梯對人的支持力做功為零
C
解析　兩種方法中，人的重力G相同、被提升的高度h也相同，由W＝Gh可知，兩種上樓方式中人克服重力做功相等，故A正確；
根據(jù)題意可知，在甲圖中人與電梯之間沒有相對運(yùn)動，也沒有相對運(yùn)動趨勢，所以乘甲電梯過程中，電梯對人沒有摩擦力，故B正確；
乘甲電梯過程中，支持力豎直向上，人在支持力的方向上也移動了距離，即電梯對人的支持力做功不為零，故C錯誤；
乘乙電梯過程中，支持力垂直于電梯向上，人在支持力方向上沒有移動距離，所以支持力對人不做功，即電梯對人的支持力做功為零，故D正確。
2.(2024·長春榆樹市期末)如圖是小聰用力把足球踢出去的情景。則在此過程中，小聰對足球　　　?。蛔闱螂x開腳后在水平草坪上滾動的過程中，地面對足球的支持力對足球　　　 。(均選填“做了功”或“不做功”)
做了功
不做功
3.(2024·淮南月考)如圖所示，用彈簧測力計(jì)水平拉動木塊，使同一木塊先后以速度v1和v2沿同一水平木板勻速直線滑動相同的距離，且v1>v2，則第一次拉力做的功　　 (選填“大于”“小于”或“等于”)第二次拉力做的功。
等于
解析　兩次接觸面的粗糙程度相同、壓力相同，滑動摩擦力相等；兩次都做勻速直線運(yùn)動，而做勻速直線運(yùn)動的物體受平衡力作用，所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力相等，因?yàn)槟Σ亮ο嗤世σ蚕嗟?，木塊滑動運(yùn)動的距離相同，根據(jù)W＝Fs可知，兩次拉力做的功相等。
4.(2024·德州寧津縣開學(xué)考)小明用水平推力F把箱子向前推動，此過程中，推力F和箱子前進(jìn)的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖甲、乙所示。則箱子在第2 s時受到的摩擦力為　　 N，受到的合力為　　N；在3~5 s內(nèi)推力做的功為　　J。
100
200
400
解析　在1~3 s內(nèi)木箱做加速運(yùn)動，在5~6 s內(nèi)木箱做減速運(yùn)動，只有在3~5 s內(nèi)木箱做勻速運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)；由平衡條件可知，木箱受到的滑動摩擦力Ff＝F＝200 N；由于壓力和接觸面的粗糙程度均不變，則滑動摩擦力不變，故箱子在第2 s時受到的摩擦力為200 N；
由乙圖可知，在1~3 s內(nèi)木箱做加速運(yùn)動，推力F'＝300 N，所以在第2 s時木塊所受的合力為：F合＝F'－Ff＝300 N－200 N＝100 N；
由乙圖可知在3~5 s內(nèi)的運(yùn)動速度v3＝1.0 m/s，推力F3＝200 N，
由v＝可得，在3~5 s內(nèi)移動的距離為：s3＝v3t3＝1.0 m/s×2 s＝2 m，
推力做功：W＝F3s3＝200 N×2 m＝400 J。
5.(2024·廣州番禺區(qū)模擬)2024年4月27日，北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布全球首個純電驅(qū)擬人奔跑的全尺寸人形機(jī)器人“天工”，其體重達(dá)43 kg。某次測試中，它平穩(wěn)通過了高0.5 m的斜坡，如圖所示。求：(g取10 N/kg)
(1)“天工”所受的重力；
(2)“天工”爬坡過程中，克服重力所做的功。
解： (1)“天工”受到的重力：G＝mg＝43 kg×10 N/kg＝430 N；
(2)“天工”從坡底到坡頂，克服重力所做的功：
W＝Gh＝430 N×0.5 m＝215 J。

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