1、 第十一章 第十一章 机械功与机械能机械功与机械能 1 11 1.1 .1 怎样才叫怎样才叫“做功做功” 沪科粤教版九年级物理上册 怎样才叫“做功”怎样才叫“做功” 物理学中的“功”有“成效”的意 思。 什么是物理学意义上的“功功”呢 ？ 让我们来看几个物理学中的做功实例，看让我们来看几个物理学中的做功实例，看 看你能否找出它们的共同点？看你能否找出它们的共同点？ 引申借鉴 物理学中的功吸收了一种物理学中的功吸收了一种 贡献和贡献和 成效意思在里面成效意思在里面. 它是指它是指: 怎样才叫做功怎样才叫做功 作用在物体上的力作用在物体上的力,使使 这个物体在力的方向上移这个物体在力的方向上移 动
2、了一段距离动了一段距离,就说这个力就说这个力 对物体做了机械功简称对物体做了机械功简称 做了功。做了功。 马拉车前进马拉车前进 认真分析 马对车做了功吗？为什么？马对车做了功吗？为什么？ 实际分析 你能总结一下做功的两个必要因素吗？ 谁能归纳出做功的两个必要谁能归纳出做功的两个必要 因素是什么？因素是什么？ （作用在物体上的力）（作用在物体上的力） （物体在力的方向上移（物体在力的方向上移 动的距离）动的距离） 必要因素 必须需要，缺一不可必须需要，缺一不可 “两个必要因素”的含义是指“缺一 不可” 当你端着一盆水不动时，你 累吗？你做功了吗？为什么？ 分析： = 没有做功 （劳而无功） “两
3、个必要因素”的含义是指“缺一 不可” 2用脚踢出足球，球在地面上 滚动，滚动过程中，人对球做功 了吗？ 分析： 没有做功 （不劳无功） “两个必要因素”的含义是指“缺一 不可” 3人推着木箱前进时，箱子的重力 和支持力做功了吗？为什么？ 分析： 没有做功 （劳而无功） 不做功的情况不做功的情况 有力，但是在力的方向上 通过的距离为零 有距离，但是和距离同一方 向上没有力的作用 有力，也有距离，但是力 和距离方向是相互垂直的 小练习 3.判断图判断图13-3三种情况是否有力对物三种情况是否有力对物 体做功？体做功？ 图图A小鸟将虫子从地里叼起来的过程中小鸟小鸟将虫子从地里叼起来的过程中小鸟 对虫
4、子施加了力，虫子从地里被叼起来的距离对虫子施加了力，虫子从地里被叼起来的距离 和该力的作用方向一致，所以和该力的作用方向一致，所以小鸟对虫子做了小鸟对虫子做了 功。功。 3.判断图判断图13-3三种情况是否有力对物三种情况是否有力对物 体做功？体做功？ 图图B人将油桶沿斜面向上推，人对油桶持续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，油桶在上升的过用力，力的方向沿斜面向上，油桶在上升的过 程中沿斜面移动的距离和该力的作用方向一致程中沿斜面移动的距离和该力的作用方向一致 ，因此，因此人对油桶做了功。人对油桶做了功。 3.判断图判断图13-3三种情况是否有力对物三种情况是否有力
5、对物 体做功？体做功？ 图图C杠铃被举在高处静止不动，尽管运动员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，所以对杠铃用了力，但杠铃没有移动距离，所以运运 动员对杠铃没有做功动员对杠铃没有做功。 功力功力距离距离 功的计算公式：功的计算公式： WW F F s s 怎样测算功怎样测算功 重点掌握 物理学中规定，力对物体做的功等于功等于 力与力与物体在力的方向上通过的距离的距离的 乘积乘积。功一般用符号W表示 怎样测算功怎样测算功 1、国际基本单位、国际基本单位： F 力力-牛顿（牛顿（N） S 距离距离-米（米（m） W 功功-牛牛 米（米（N m），为了纪念英国的物
6、理学家），为了纪念英国的物理学家 焦耳，把焦耳焦耳，把焦耳作为功的单位的专门名称，简称：焦焦 ，符号：J 1J=1N m 2、其它单位 千焦千焦，符号：kJ 1kJ=1000J 一、生平简介一、生平简介 焦耳，J.P.（James Prescott Joule 18181889） 焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。 他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学，在 家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理。 他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。后来成为 英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以 说是一位靠自学成才的杰出的科学家。 焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研
7、究，后转向对 功热转化的实验研究。 1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献， 被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。 1872年1887年焦耳任英国科学促进协会主席。 1889年10月11日焦耳在塞拉逝世。 注意单位注意单位 例例1.图图13-5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？时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等于鸡蛋的重力等于鸡蛋的重力 G=1N； 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; 托力对鸡蛋做的功托力对鸡蛋做的
8、功 W=FS =GS =1N1m =1J G s 例2： 分析： 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。 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 用拉力的大小乘车子在拉力的方向上通用拉力的大小乘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3： 秋收时，王明同学帮家里收稻谷他 用了800N的水平拉力，拉着一辆重为 2000N的
9、装有稻谷的板车，在水平公路上 行驶了5m，求拉力做了多少功？ 已知：F 800N S 5m 求：W？ 解：WFS800N 5m 4000J 答：拉力做4000J功。 机械功原理机械功原理 我们使用机械有哪些好处呢？ （1）省力 （2）省距离 （3）改变施力的方向 *我们能制造更好的简单机械,既能省力又 能省距离吗？ *使用机械能省功吗？使用机械能省功吗？ 积极思考 要把一个物体运到高处要把一个物体运到高处，有哪些方法有哪些方法？ （1）用手直接把物体提上去）用手直接把物体提上去 （2）用杠杆把物体提上去）用杠杆把物体提上去. （3）用滑轮或滑轮组把物体提上去）用滑轮或滑轮组把物体提上去 机械功
10、原理机械功原理 （4）用斜面把物体推或拉上去）用斜面把物体推或拉上去 用力用力F直接直接将物体匀速提升将物体匀速提升h m m， F对物体做功对物体做功 W Gh F 人利用右图中的轻质杠杆将物人利用右图中的轻质杠杆将物 体匀速提升体匀速提升h m m拉力拉力 F F 做的功做的功 hGh G sFW3 3 WW 机械功原理机械功原理 机械功原理机械功原理 模拟实验模拟实验 F = W1=Fs = s = G/2 Gh 2h G/22h= 可见：w1=w2 大量实验证明：使用任何机大量实验证明：使用任何机 械都不省功。这就是机械功原理。械都不省功。这就是机械功原理。 在轻质光滑动滑轮中，克服
11、物体重力做功： W2 =Gh 拉力F做功： 功的原理 使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。 这节课我们学到了什么？这节课我们学到了什么？ 1.功的概念功的概念 2.做功的两个必要因素做功的两个必要因素 3.功的计算及单位功的计算及单位 -有有力力作用在物体上并且物体作用在物体上并且物体在力的方向上在力的方向上 通过一段通过一段距离。距离。 -1.1.作用在物体上的作用在物体上的力力。 2.2.在力的方向上移动的在力的方向上移动的距离距离。 -W WF Fs s 单位：单位：1J1J1N1N m m 思维拓展思维拓展 4.功的原理功的原理 - 使用任何机械都不省功使用任何机械都不省功 课
12、堂小结 伦敦奥运会我国选手李雪英一举打破女子58公斤 级举重抓举与总成绩世界记录为我国奥运立了一大 “功”，图为李雪英在比赛场中把杠铃举过头顶停留 三秒的画面，但是从物理学角度来说，这三秒中她有 没有做功呢？ 作业作业 13.1 课本：48页2.3.4题 27 第一轮必答题第一轮必答题 20分分 错不扣分错不扣分 28 1 2 3 4 必答题 学习竞赛 1下列情况中，力对物体做了功的是 （ ） A用力举着重物在空中不动。 B手提重物在水平面上匀速运动。 C冰块在光滑的水平冰面上匀速运动。 D用力把木箱搬起来 必答题1 29 D 1在水平桌面上，将重为 20N的木块沿直线匀速向前 推了5m，所用
13、的推力为4N， 撤去推力后，木块由于惯性 又前进了1m，则推力所做的 功是 J，重力所做的功 为 J 必答题2 30 20 0 1下列运动中的物体，没有力对其做功 的是（ ） A在光滑水平面上做匀速直线运动的物 体 B在高速公路上沿直线高速行驶的小轿 车 C从高处自由下落的雨滴 D货物被匀速吊起 必答题3 31 A 1.起重机的钢绳将500牛顿的物体匀 速提高6米后，又水平匀速移动4 米，钢绳对物体所做的功为 （ ） A. 3000焦耳 B. 5000焦耳 C. 2000焦耳 D. 1000焦耳。 必答题 4 32 A 33 第二轮第二轮 抢答题抢答题 每小题答对加每小题答对加20分分,答错扣
14、答错扣10 分分 抢答题 1、 一个小球在光滑水平面 上滚动，对它做功的有（ ） A重力 B支持力 C惯性力 D没有力做功 34 抢答题 1 D 2、小明和小亮体重相同，体育课上小 明爬绳，小亮爬杆，两个人都爬到了3m高的 顶端，比较两人做功 ( ) A、小明做功多 B、小亮做功多 C、两人做功一样多 D、无法比较 35 抢答题 2 C 3一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱， 分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同 的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正 确的是 （ ） A .在粗糙地面上做功较多 B. 在光滑地面上做功较多 C .两次做功一样多 D.条件不够，无法比较两次做功的多少 36
15、 抢答题3 C 4. 对于功的理解，下列说法正确的是( ) A. 作用在物体上的力越大做的功越多 B. 物体通过的距离越长，对物体做的功越多 C. 物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时， 没有力做功 D. 有力作用在物体上这个力就一定做功 抢答题4 37 C 5、把重为100 N的箱子沿水平地 板推动2 m，则推力对箱子做功 为： ( ) A 200J B 50J C 0 D 条件不足，无法 计算 38 D 抢答题 5 6把掉在地面上的一个苹果捡回桌 面，克服苹果重力做的功最接近 于 （ ） A0.02J B0.2J C2J D . 20J 抢答题 6 39 C 7某人用100N的力把一个质量
16、为 4kg的 铅球推到5m远的地方，他在推铅球 时做的功是 （ ） A0J B200J C500J D条件不足，无法确 定 抢答题 7 40 D 8. 用动滑轮将重物匀速提高1米,绳子自由 端拉力为30牛,不计滑轮重及摩擦,则对 重物做的功是 （ ） A.120焦 B.60焦 C.30焦 D.15焦 抢答题 8 41 B 42 学习竞赛 第三轮 前两名PK(抢答) 每小题答对加30分，答错扣20分 1 2 3 1、质量5千克的物体, 沿光滑水平面匀 速移动10米, 则力对物体所做的功 是 ( ) A. 500焦 B. 0焦 C. 50焦 D. 无法计算 43 B PK题 2、如图，人提着质量为100N的桶，沿楼梯从 一楼上到三楼，人对桶做了多少功？ 已知：G=100N h=(3-1) 3m=6m 求： W=? 解：W=FS=Gh=100N6m=600J 答：人对桶做了600J的功。 PK题 44 3粗细均匀长L重G的木棒横卧在水平地 面上，用力提起一端使木棒以另一端为支撑 点慢慢成竖立，此过程中做功至少是 （ ） A0.5GL BGL C2GL D不好判断 PK题 45 A
