
說一說:生活中“功”的含義是什么?你能說出多少含有“功”字的成語。
(1)有“貢獻(xiàn)”的意思。如:豐功偉績,功勛卓著等
(2)有“成效”的意思。如:馬到成功,事半功倍等
物理學(xué)中的“功”有“成效”的意思。 什么是物理學(xué)意義上的“功”呢?
為了讓同學(xué)們弄清功的概念,先請同學(xué)們熱熱身。哪兩位同學(xué)能幫我拔釘子?
我們看到,第一位同學(xué)很輕松的拔出了釘子,而第二位同學(xué)雖然用盡了全力,但沒有拔出釘子。我們說第一位同學(xué)做了功,第二位沒有做功。
那么怎樣才叫做功呢?下面舉出三個做功的實例,請同學(xué)們仔細(xì)觀察,找出做功的共同點
A.馬拉車前行拉力對馬車做功了
B.汽車往左行駛牽引力做了功
C.運動員舉起杠鈴運動員對杠鈴做了功
向右的拉力使貨物向右移動了距離向左的牽引力使汽車向左移動了距離 向上的力使杠鈴向上移動了距離
思考:做功的必備條件是什么?
1.要有力2.在力方向上要有距離
這些力都使物體在力的方向上移動了一段距離,都有成效,我們說這些力都做了功。當(dāng)一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上通過了一段距離,物理學(xué)里說這個力做了機(jī)械功簡稱做功。
注意:這兩者缺一不可?。?!
馬拉原木運動了一段距離
叉車將貨物舉高一段距離
什么情況下沒有做功呢?
物體由于慣性而在水平面運動了一段距離,但物體在水平方向上沒有受到力的作用,因此沒有做功
雖然有力,也有距離,但力和距離互相垂直
抬水水平走動時做功了嗎
想一想,在什么情況下物體沒有做功?
(3)有力也有距離,但力和距離垂直:
推而不動,搬而不起---------勞而無功
物體因慣性在光滑平面滑行--------不勞無功
提水桶在水平面行走--------垂直無功
小鳥把魚兒從水里叼起來
舉重運動員舉著杠鈴不動
在運送重物時可分為幾個過程?
(1)吊車把重物搬上貨車:
(2)貨車在平直公路上勻速行駛:
1、搬運工在平地上行走,他對貨物向上的支持力對貨物做功嗎?
2、此人扛著貨物上樓,他對貨物向上的支持力對貨物做功嗎?
答:沒有。因為力和距離互相垂直
答:做功了。因為貨物在支持力的方向上通過了一段距離
功有沒有大小呢?它的大小與什么有關(guān)呢?
既然做功的兩個必要因素是力和距離,那么,功的大小是否與它們有關(guān)呢?請大家討論完成下表:
物理學(xué)中規(guī)定,力對物體做的功等于力與物體在力的方向上通過的距離的乘積。功一般用符號W表示
生平簡介
焦耳,J.P.(James Presctt Jule 1818~1889)
焦耳是英國物理學(xué)家。1818年12月24日生于索爾福。他父親是釀酒廠的廠主。焦耳從小體弱不能上學(xué),在家跟父親學(xué)釀酒,并利用空閑時間自學(xué)化學(xué)、物理。他很喜歡電學(xué)和磁學(xué),對實驗特別感興趣。后來成為英國曼徹斯特的一位釀酒師和業(yè)余科學(xué)家。焦耳可以說是一位靠自學(xué)成才的杰出的科學(xué)家。
焦耳最早的工作是電學(xué)和磁學(xué)方面的研究,后轉(zhuǎn)向?qū)徂D(zhuǎn)化的實驗研究。
???? 1866年由于他在熱學(xué)、電學(xué)和熱力學(xué)方面的貢獻(xiàn),被授予英國皇家學(xué)會柯普萊金質(zhì)獎?wù)隆?
1872年—1887年焦耳任英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會主席。
1889年10月11日焦耳在塞拉逝世。
1、國際基本單位:F — 力----牛頓(N) S —距離---米(m)W —功----?!っ祝∟·m),為了紀(jì)念英國的物理學(xué)家焦耳,把焦耳作為功的單位的專門名稱,簡稱:焦,符號:J 1J=1N·m2、其它單位 千焦,符號:kJ 1kJ=1000J
思考練習(xí):(口算搶答) 1.將兩個雞蛋舉高1m,做功約多大? 2.將500g的礦泉水從地上拿起到2m高處,人克服礦泉水的重力做了多少功?
因為手托兩個雞蛋的力大約為1N
溫馨提示:別忘了單位要用統(tǒng)一的基本單位,并且注意500g是質(zhì)量不是力
1.用100N的力將物體舉高2m,這個力做了多少功?2.提著重100N的物體站在2m高處,這個力做了多少功?3.提著重100N的物體站在車上,隨車一起水平前進(jìn)了2m,這個力做了多少功?4.用100N的水平拉力拉著重500N的馬車沿水平方向前進(jìn)了2m,拉力和重力分別做了多少功?
200J, 0J
例題小明提著重100N的水桶,在水平地面上前進(jìn)了10m,再走上高為3m,樓梯長為6m的石階,整個過程他做了多少功?
已知:G=100N,h=3m求:W解:小明在水平地面上提物體時,拉力方向與水平方向垂直,沒有做功,上樓時,是克服物體的重力做功,F(xiàn)=G=100N,s=h=3m 所以:W=Fs=Gh=100N×3m=300N·m=300J答:整個過程小明做功300J。
我們使用機(jī)械有哪些好處呢?
*我們能制造更好的簡單機(jī)械,既能省力又能省距離嗎?
*也就是使用機(jī)械能省功嗎?
大家還記得我們剛剛做的拔釘子實驗嗎?如果給那位沒有拔出釘子的同學(xué)一把羊角錘,能否將釘子拔出?哪位同學(xué)能試試?
要把一個物體運到高處,有哪些方法?
(1)用手直接把物體提上去
(2)用杠桿把物體提上去
(3)用滑輪或滑輪組把物體提上去
人利用右圖中的杠桿將物體勻速提升h m拉力 F 做的功
動力通過的距離S是物體上升的高度h的三倍。
大量實驗證明:使用任何機(jī)械都不省功。這就是機(jī)械功原理。
我們可以利用機(jī)械功原理反過來解釋為什么省力的機(jī)械一定費距離,而費力的機(jī)械一定省距離。 思考討論:為什么人們借用斜面把油桶滾上某一高處比直接用手將油桶搬到同一高度要省力?
機(jī)械功原理的應(yīng)用 斜面假設(shè)斜面很光滑,無摩擦。
要使物作升高相同的高度,斜面越長越省力。
斜面長是斜面高的幾倍,推力或拉力就是物重的幾分之一。
斜面在生活、生產(chǎn)中有很多運用
這節(jié)課我們學(xué)到了什么?
2.做功的兩個必要因素
---------有力作用在物體上并且物體在力的方向上通過一段距離。
-----1.作用在物體上的力。 2.在力的方向上移動的距離。
單位:1J=1N·m
------------ 使用任何機(jī)械都不省功
小翔和小旺進(jìn)行爬竿比賽,他們爬的高度相同,小翔體重500N,他勻速爬到竿頂用時100S;小旺體重520N,他勻速爬到竿頂用時120S,則他倆爬竿時誰克服自身重力做的功多? 答:小旺做功多。因為他倆爬的高度相同,而小旺的重力大,根據(jù)功的計算式可知小旺做功多。 由此你能否得到啟示:要比較兩位同學(xué)爬同樣高的樓時誰做的功多,你需要幾個條件?而要測算功的大小,你又要借助什么工具就可以測算?
坐在自己的座位上你能否做功?試試看,你一定能做功。
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