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第3课 功(解析版).docxVIP

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学习目标

学习目标

知道功的概念,理解做功的两个必要因素;

能够判断力在什么情况下做功及不做功;

掌握功的定义、单位;能够用功的定义式进行计算

做功的两个必要因素;

功的原理;

0

02

预习导学

一、功

功和力对物体做功的两个必要因素:把力与沿力的方向移动的距离的乘积称为机械功。

公式:W=Fs; 1J=1N?m

力对物体不做功的三种情况:

有距离无力。如足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离,人对足球没有做功;

有力无距离。如两名同学没有搬起石头,所以对石头没有做功;

力与距离垂直。如搬着水桶水平移动一段距离,此情况叫“垂直无功”。

功的原理:研究表明,使用简单机械可以省力但要费距离,或者可以省距离但要费力,即使用简单机械不能省功。

*功是一个过程量,做功的过程是能量转化的过程。功是能量转化的量度。

二、斜面

斜面:当斜面高度一定时,斜面越长,越省力。

斜面是一种可以省力的简单机械,但却费距离。

6.当斜面高度h一定时,斜面L越长,越省力(即F越小);当斜面长L相同时,斜面高h越小,越省力(即F越小);当斜面L越长,斜面高h越小时,越省力(即F越小)。

斜面应用:盘山公路、引桥等。

0

03

探究提升

知识点一:功的特点

一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过了距离,二者缺一不可。

理解判断的依据:

依据:做功的两个必要因素。

重点:抓住力作用在物体上是否有“成效”。

常见的几种看似做功而实际没有做功的情况:(不劳无功,劳而无功)

物体依靠惯性通过了一段距离,如推出去的铅球,投掷出去的标枪。

有力作用在物体上,物体没有移动距离,如推而不动,搬而未起。

有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与移动方向垂直或指向反方向。如:用手提着水桶水平运动,关闭发动机的汽车慢慢停下来。

【探究重点】

一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。判断一个力是否做了功,必须同时满足功的两个必要的条件,缺一不可,否则就没有做功。

不做功的三种情况:有力无距离(如图(1)静止在桌面上的茶杯,受到重力和桌面对它的支持力的作用);有距离无力(如图(2),小球在光滑的桌面上运动,小球不受力的作用力)、力和距离垂直(如图(3)小球在光滑桌面上匀速运动,重力和支持力与运动方向垂直)。

【例题精讲】

(2023·北京朝阳二模)如图所示的实例中,力对物体做功的是()

A.人推小车在地面上匀速前进

B.举重运动员举着杠铃静止不动

C.人搬石头没有搬动

D.叉车托着货物在水平面上匀速移动

【答案】A

【解析】

A.人推小车在地面上匀速前进,小车在推力的方向上通过一定的距离,推力对小车做功,故A符合题意;

B.举重运动员举着杠铃静止不动,人对杠铃有力的作用,但在力的方向上没有移动距离,所以人对杠铃没有做功,故B不符合题意;

C.搬石头但没有搬动,只有力没有在力的方向上通过一定的距离,所以人对石头没有做功,故C不符合题意;

D.叉车托着货物在水平面上匀速移动,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,叉车没有对货物做功,故D不符合题意。

故选A。

【巩固训练】

(2022·江苏无锡河埒中学二模)为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,当无人机悬停在空中时,升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)无人机的重力;当无人机水平飞行时,升力对无人机______。(选填“做功”或“不做功”)

【答案】等于不做功

【解析】

当无人机悬停在空中时,竖直方向上处于平衡状态,所以无人机所受升力和重力是一对平衡力。由平衡力的特点知,升力等于无人机的重力。

升力的方向竖直向上,当无人机水平飞行时,无人机在升力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要因素知,升力对无人机不做功。

知识点二:功的计算

【探究重点】

应用功的计算公式W=Fs进行计算时,必须注意以下几点:

要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。

公式中的F是作用在物体上的力,公式中的s是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”,即注意“F”和“s”的同体性和同向性,否则在计算功时容易出现错误。

W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。

什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs。

【例题精讲】

(2023·天津红桥二模)如图所示,水平地面上有一重为20N的物块,在水平拉力F=5N

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