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第三节做功了吗体验怎样才算做功活动1:用力推桌子,没有推动。活动2:拉着铅笔盒在水平桌面上运动一段距离。活动3:将铅笔盒举高一定高度。(1)活动1中,人是施力物体,是受力物体,桌子在力的方向上(选填“移动”或“没移动”)一段距离。(2)活动2、3中,手是施力物体,铅笔盒是,铅笔盒在力的方向上(选填“移动”或“没移动”)一段距离。提示:(1)桌子没移动(2)受力物体移动1.什么是机械功?2.做功的必要条件是什么?3.如何计算功?功的计算公式是怎样的?功的单位是什么?探究1机械功活动:两个同学相互配合,用动滑轮提升不同的重物,并用弹簧测力计测出物重G和绳子自由端的拉力F,用刻度尺分别量出重物和绳子自由端上升的距离h和s。比较Fs与Gh的大小关系。结合上面活动思考以下问题:1.(1)使用动滑轮可以省力,但是距离,无论重物的重力怎样变化,Fs与Gh总存在一定的关系。(2)结合前面所学“简单机械”的知识,这是否告诉我们:力可以省,距离也可以省;但是力和距离的乘积(选填“可以”或“不可以”)省。(3)由此我们感受到可能是一个有意义的物理量。提示:根据前面简单机械的分类及作用特点可知:省力的机械费距离,省距离的机械费力。因为总有Fs≈Gh,所以力和距离的乘积不能省。参考答案:(1)费(2)不可以(3)力和距离的乘积2.什么叫机械功?参考答案:物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作机械功,简称功。探究2怎样才算做功结合“体验”,思考以下问题:1.活动1中,人没有做功,活动2、3中人做了功,对比三次活动,分析它们的特点。人做功的特点是_________________________________,人没有做功的特点是____________________________。提示:在活动1中,桌子虽然受到推力,但是在力的方向上没有移动距离。在活动2中,铅笔盒在拉力F的作用下,沿力的方向移动了一段距离;在活动3中,铅笔盒在向上的力的作用下移动了一段距离,这两者的共同点是物体在作用力的方向上移动了一段距离。参考答案:物体在作用力的方向上移动了一段距离物体在作用力的方向上没有移动一段距离2.结合图片,分析做功的两个必要因素(1)甲图中,车在推力方向上是否移动了距离?人对车做功了吗?(2)乙图中,汽车在牵引力方向上是否移动了距离?牵引力对汽车做功了吗?(3)丙图中,货物在拉力方向上是否移动了距离?吊车对货物做功了吗?参考答案:(1)没有没有(2)是做了功(3)是做了功3.通过实例分析:一个物体对另一个物体做功的必备条件是(1)_____________________________________________;(2)_____________________________________________。提示:通过以上实例的分析,可知只有一个物体对另一个物体施加了力的作用,并且另一个物体在力的方向上移动了一段距离时,我们才说一个物体对另一个物体做了功。参考答案:(1)作用在物体上的力(2)物体在力的方向上移动了一段距离探究3怎样计算功1.物理学中规定,力对物体做的功等于与物体在的乘积,公式,用字母表示______________________。参考答案:力力的方向上移动的距离功=力×距离W=Fs2.根据力和距离的单位,推知功的单位是,名称为,简称焦,符号。1J=。用手匀速托起两个鸡蛋,升高1m做的功大约是J。提示:在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,物理学中单位和数一样参与计算,因为功=力×距离,所以功的单位是力的单位与距离的单位相乘,1N×1m=1N·m。为了纪念英国物理学家焦耳的贡献便以他的名字作为功的单位,简称焦,符号J,即1J=1N·m。参考答案:牛·米焦耳J1N·m13.如何估算小明从一楼匀速上到三楼做的功?(g=10N/kg)提示:小明匀速上楼,必须要施以等大的力克服自己的重力才行。这种情况下,我们说小明克服重力做功,而克服重力通过的距离即上升的高度,然后需要估测重力和上升的高度,即可利用公式W=Gh计算做的功。但是直接估测重力不方便,可以先估测质量约为50kg,再根据G=mg算出重力来;估测高度时,可以比较自己的身高来估测,一层楼的高度约为3m,小明上升的总高度约为6m,所以W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J。参考答案:估测质量m和一层楼的高度,根据一层楼的高估算出小明上升的总高度,则做的功大约为W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J。1.机械功:物理学中,___和___________________________的乘积,简称功。2.做功的两个必备条件:(1)作用在物体上的___;(2)物体在力的方向上___________。3.功的计算:_____。力物体在力的方向上移动的距离力移动的距离W=Fs【拓展延伸】(1)做功的两种情况:①力与物体移动的距离方向相同,力做正功,简称做功;②力与物体移动的距离方向相反,叫力做负功或克服力做功。例如,在竖直方向提升物体,叫克服重力做功;拉着物体在水平面上做匀速直线运动,如图,物体运动方向与摩擦力f方向相反,力对物体做的功W=Fs,也叫克服摩擦力做的功W=fs,二者在数值上是相等的,即W=Fs=fs。(2)当力与物体移动的距离垂直时,力不做功。考点1怎样才算做功【典例1】(2013·福州中考)如图所示的情景中,关于力对杯子做功的描述正确的是()【思路导引】解题的两个关键点:(1)物体是否受到力的作用;(2)物体在这个力的方向上是否移动了一段距离。【精讲精析】选D。本题考查功的相关知识。功包含两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离。公式为W=Fs。以下是不做功的三种情况:一、力不等于零,距离等于零,比如搬而未起、举而未动等,也可称为“不动无功”;二、物体由于惯性而运动一段距离,比如踢出的足球在地面上向前运动一段距离,该过程中人没有对它做功,因为人没有给它施力(该过程阻力做了功),也可称为“惯性无功”;三、物体受到的力的方向和运动的方向垂直,比如提着水桶在水平方向运动一段距离,此过程提力不做功,也可称为“垂直无功”。A、B属于不动无功,C属于垂直无功,选项D正确。【方法归纳】判断物体是否做功的方法(1)判断力是否做功的依据:做功的两个必要因素。(2)不做功的三种情况:三种情况使物体运动的力及力的方向物体移动距离的方向实例不劳无功在物体运动的方向上不受力由于惯性运动踢足球时,足球离脚后,人对足球不做功劳而无功受力没有移动距离人推汽车而不动,推力不做功垂直无功受力移动距离与力的方向垂直手提水桶匀速水平运动,手提水桶的力对水桶不做功考点2功的计算【典例2】(2013·枣庄中考)小波将放在水平桌面上重为3N的物理课本,水平匀速拉动0.5m。所用的水平拉力为1N,则课本重力做功J,水平拉力做功J。【思路导引】解答本题的关键点:(1)判断力是否做了功。(2)根据功的计算公式W=Fs进行计算。【精讲精析】本题考查功的计算。做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离,W=Fs。重力在竖直方向上,移动距离为零,故重力做功为零。拉力做功W=Fs=1N×0.5m=0.5J答案:00.5【方法归纳】W=Fs公式的应用(1)注意距离与力的对应性,s必须是在力的方向上通过的距离,即力与距离的同体性、同时性和同向性。(2)已知三个物理量中的任意两个,可求第三个。①求作用在物体上的力:F=;②求在力的方向上移动的距离:s=。(3)常见的两种做功的计算:①计算重力所做的功或克服重力所做的功:W=Gh。②计算克服摩擦力所做的功:W=fs。WsWF1.(2013·临沂中考)下列过程中人对桶做功的是()A.提着桶站立不动B.提着桶水平移动C.提着桶站在匀速向上运动的电梯内D.提着桶站在匀速水平运动的车厢内【解析】选C。本题考查做功的两个必要因素。做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”。A选项中桶没有移动距离,B、D选项中力的方向竖直向上而桶沿水平方向移动,所以这三种情况人对桶都没有做功;C选项中人给桶的力方向竖直向上,而且桶在这个力的方向上移动了距离,所以这种情况下人对桶做了功。2.体育课上两位同学进行爬杆比赛,假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。如果要粗略比较一下两人做功的大小,需要知道的物理量是()A.爬杆的速度B.爬杆的时间C.两人的体重D.杆的具体高度【解析】选C。本题考查功大小的估测。做功的两个必要条件:力和在力的方向上通过的距离。由W=Gh可知做功的多少与他们的体重和爬杆的高度有关,题中所给的条件是他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端,即他们爬杆的高度相等,那么需要知道的物理量就是两人的体重,故选C。3.2012年8月2日,吕小军获第30届伦敦奥运会男子77公斤级举重比赛金牌(如图所示)。他在第一阶段把杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法中正确的是()A.他在第一阶段内没做功B.他在第二阶段内没做功C.他在两个阶段内都没做功D.他在两个阶段内都做了功【解析】选B。本题考查做功的两个必要因素。依据做功的两个必要因素分析可知物体是否做功。在第一阶段,对杠铃有向上的力,并且杠铃在该力的方向上通过了距离,所以做了功;而在第二阶段,杠铃在空中停留了3s,杠铃只受力,但没有移动距离,所以没做功。即他在第一阶段内做了功,在第二阶段内没做功,故选B。4.(2013·自贡中考)小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于()A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J【解析】选C。本题考查物理常识。物理课本重约3N,桌面高约0.7m,W=Fs=3N×0.7m=2.1J,故C最符合题意。5.2013年某市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,轨迹如图所示。则此过程重力做的功为J。【解析】本题考查功的计算。某同学的重力是G=500N,在重力方向上经过的距离是h=0.3m,由功的公式W=Gh=500N×0.3m=150J。答案:1506.为提高学生安全自救和使用灭火器的能力,学校开展消防安全演习。(1)如图是一种泡沫灭火器局部示意图,当按压控制杆时,控制杆绕点O转动,可打开阀门。灭火器的控制杆相当于简单机械中的。(2)演习过程中,小明用60N竖直向上的力将灭火器从地面提高0.5m,则小明对灭火器所做的功为J。【解析】本题考查杠杆的定义和功的计算。(1)从图中可以看出,用手压控制杆时,杆以O点为支点转动,同时打开阀门,故控制杆相当于杠杆。(2)小明用F=60N的力竖直向上将灭火器从地面提高s=0.5m,小明对灭火器所做的功W=Fs=60N×0.5m=30J。答案:(1)杠杆(2)30找找你容易错在哪里如图所示,有一重为10N的物体,沿着长为2m,高为1m的光滑斜面自顶端滑下,重力做了多少焦耳的功?【学生自答】解:重力做的功:W=Fs=10N×2m=20J答案:20J【教师点评】①计算过程有必要的文字说明,会用基本公式,数字后有单位,很好。②错误之处:计算重力做功时,不能用重力与斜面的长度相乘,因为重力的方向竖直向下,与斜面长度的方向不一致,应是重力乘以物体在重力方向上移动的距离,即乘以斜面的高。【正确答案】解:重力做的功W=Fs=Gh=10N×1m=10J答案:10J