人教版（2024）第十一章 功和機(jī)械能第1節(jié) 功優(yōu)質(zhì)備課教學(xué)ppt課件

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用叉車(chē)搬運(yùn)貨物時(shí)，叉車(chē)把貨物從地面提升到一定高度。叉車(chē)用力托起貨物，使貨物在這個(gè)力的方向上發(fā)生了位置的移動(dòng)。我們看到了叉車(chē)工作的成效。那么在物理學(xué)中，怎么描述這種成效呢？
小明用力推箱子沒(méi)有推動(dòng)
小聰把箱子拉走了，拉力對(duì)箱子做了“功”；小明推箱子沒(méi)動(dòng)，推力沒(méi)對(duì)箱子做“功”；把杠鈴放在胸前沒(méi)動(dòng)，人沒(méi)對(duì)杠鈴做“功”；把杠鈴舉起過(guò)程，人對(duì)杠鈴做了“功”；杠鈴在頭頂靜止，人沒(méi)對(duì)杠鈴做“功”。
下面幾幅圖片，在物體運(yùn)動(dòng)上有哪些特點(diǎn)？
叉車(chē)舉高貨物的過(guò)程中，貨物受到一個(gè)向上的力F的作用，并且在這個(gè)力的作用下，向上移動(dòng)了一段距離s，叉車(chē)托起貨物的力對(duì)貨物做了功。
功的定義：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
下列做功的實(shí)例有什么共同點(diǎn)？
共同點(diǎn)：①物體都受到了力的作用；②物體在力的方向上移動(dòng)了一段距離。
（物體在力的方向上移動(dòng)的距離）
現(xiàn)在你知道用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷是否做功嗎？
想一想，力做功了嗎？為什么？
圖中人對(duì)滑板施加了向上的力，但滑板在水平方向上移動(dòng)了一段距離，沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)距離，因此人提滑板的力沒(méi)有對(duì)滑板做功。
提著滑板在水平路面上前行
人對(duì)石頭施加了向左的力，但石頭在力的作用下沒(méi)有移動(dòng)距離，因此人對(duì)石頭的作用力沒(méi)有對(duì)石頭做功。
人推墻時(shí)，雖然有力作用在墻上，但墻不動(dòng)，因此人沒(méi)有對(duì)墻做功。
足球離開(kāi)腳后，雖然繼續(xù)滾動(dòng)，但人不對(duì)它施加力了，因此人對(duì)球不做功。
物體水平移動(dòng)，但受力豎直向上，即物體在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，因此拉力對(duì)物體不做功。
力對(duì)物體做功，物體的移動(dòng)方向并非一定要與力的方向完全一致，移動(dòng)的方向和力的方向有夾角（夾角不等于90°）時(shí)力也對(duì)物體做功，如左圖中重力G對(duì)物體不做功，拉力F對(duì)物體做功。
用力但沒(méi)有搬起石頭，對(duì)石頭沒(méi)有做功
足球在地面上滾動(dòng)，人對(duì)足球沒(méi)有做功
有力作用在物體上，但物體沒(méi)動(dòng)，即物體沒(méi)有通過(guò)距離，也叫“勞而無(wú)功”。
物體在運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有受到力的作用，也就是沒(méi)有力做功，也稱“不勞無(wú)功”。
物體受到力的作用，也通過(guò)了距離，但通過(guò)的距離與受力的方向垂直（垂直無(wú)功）。
足球在地面上滾動(dòng)，重力與支持力對(duì)足球沒(méi)有做功
A. 跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中，重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功B. 短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變C. 花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員向前滑行，是由于受到慣性的作用D. 擲出后的冰壺對(duì)冰面的壓力與其重力是相互作用力
1.（2021·河南中考）為迎接 2022 年北京冬奧會(huì)，運(yùn)動(dòng)員積極訓(xùn)練。關(guān)于圖中項(xiàng)目，下列說(shuō)法正確的（　?。?br/>2.水平地面上的購(gòu)物車(chē)在水平推力的作用下，沿推力的方向運(yùn)動(dòng)了一段距離，則下列判斷中正確的是（ ）
A．重力對(duì)購(gòu)物車(chē)做了功B．支持力對(duì)購(gòu)物車(chē)做了功C．推力對(duì)購(gòu)物車(chē)做了功D．沒(méi)有力對(duì)購(gòu)物車(chē)做功
3. 下列關(guān)于功的各種說(shuō)法中，正確的是（ ）。A. 只要有力作用在物體上，就一定做了功；B. 只要物體移動(dòng)了距離，就一定做了功；C. 只要有力作用在物體上，物體又移動(dòng)了距離，就一定做了功；D. 只要有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動(dòng)了距離，就一定做了功
活動(dòng)：把五本書(shū)勻速搬到二樓和三樓，把十五本書(shū)勻速搬到三樓，這三次搬書(shū)做的功一樣多嗎？
一、功的大小作用在物體上的力越大、物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大，力所做的功也就越多。力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。
在國(guó)際單位制中，力的單位是牛，距離的單位是米，則功的單位是?！っ?N?m)它有一個(gè)專門(mén)的名稱叫做焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)：J；1J=1N?m。
已知做功多少和物體在力的方向上移動(dòng)的距離，可求出力的大小。
已知做功多少和力的大小，可求出物體在力的方向上移動(dòng)的距離。
力F與距離s具有對(duì)應(yīng)性：即距離S是物體沿受力的方向移動(dòng)的距離，F(xiàn)與s在同一直線上；
F與s具有同體性：即F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體。
注意事項(xiàng)：式中物理量全部用國(guó)際單位制。
焦耳是一位主要靠自學(xué)成才的科學(xué)家，他對(duì)物理學(xué)做出重要貢獻(xiàn)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順的。1843年8月， 在考爾克的一次學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)中提出熱量與機(jī)械功之間存在著恒定的比例關(guān)系，并測(cè)得熱功當(dāng)量的值。這一結(jié)論遭到當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家的反對(duì)。 為了證明這個(gè)發(fā)現(xiàn)是成功的，焦耳以極大的毅力，采用不同的方法，長(zhǎng)時(shí)間地反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。直到1850年，焦耳的科學(xué)結(jié)論終于獲得了科學(xué)界的公認(rèn)。從1849到1878年，焦耳反復(fù)做了四百多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都相差不遠(yuǎn)。
4.（2021·重慶中考）2020年12月8日,中尼兩國(guó)共同宣布珠峰的最新高程為8848.86 m.體重為500N的小海同學(xué)想一睹珠峰的雄偉魅力,從重慶坐火車(chē)經(jīng)過(guò)約40h行駛了約3080km到達(dá)拉薩，然后坐汽車(chē)到達(dá)珠峰大本營(yíng)。(1)求火車(chē)的平均速度;(2)從拉薩到珠峰大本營(yíng)海拔升高了1600m,求該過(guò)程中克服小海重力做的功。
5.質(zhì)量為50kg的雪橇上裝載了350kg的貨物，一匹馬拉著雪橇沿著平直的公路勻速前行，將貨物運(yùn)到了3000m外的貨場(chǎng)。如果雪橇行進(jìn)中受到的摩擦力是800N，求馬的水平拉力做的功。
解析：雪橇在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，馬的水平拉力與摩擦力大小相等，F(xiàn)=f=800N 雪橇沿水平拉力的方向移動(dòng)的距離s=3000m 所以，馬的水平拉力做的功是 W=Fs=800N×3000m=2.4×106J
6.（2021·河南中考）電動(dòng)清掃車(chē)以其環(huán)保高效等優(yōu)點(diǎn)，在創(chuàng)建衛(wèi)生城市中大顯身手。圖為一電動(dòng)清掃車(chē)正在工作時(shí)的情景。清掃車(chē)完成任務(wù)后，在平直道路上以5m/s的速度勻速直線行駛，經(jīng)10min到達(dá)垃圾處理站，行駛過(guò)程中車(chē)所受阻力大小恒為400N，則牽引力做的功為多少？
解析：清掃車(chē)行駛的路程為s=vt=5m/s×10×60s=3000m。牽引力做的功為W=Fs=400N×3000m=1.2×106J，則牽引力做的功為1.2×106J 。
7.（2021·山西中考）2021年5月15日,“祝融號(hào)”火星車(chē)(如圖甲所示)在火星上留下了屬于中國(guó)的第一道印記.發(fā)射前，火星車(chē)在水平地面上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，受到的摩擦力為200 N,其速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖乙所示?；鹦擒?chē)的質(zhì)量為240kg,車(chē)輪與地面接觸的總面積約為0.2m2。(空氣阻力忽略不計(jì),g取10N/kg)求:火星車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力做的功。
解析：由圖乙可知，火星車(chē)在10~40內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),v=20cm/s=0.2m/s,牽引力F牽=f=200N根據(jù)公式v=s/t得，勻速行駛30s的路程s=vt=0.2m/sx30s=6m，牽引力做的功W=F牽s=200Nx6m=1.2x103J 。
物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離