第十一單元 機械功和機械能一、怎樣才叫”做功” 導(dǎo)入新課 蒸汽機做功，帶動火車運行。 我們學(xué)習(xí)了力和距離的概念，但卻無法評價力在距離上的能量積累。所以需要引入“功”的概念。 人類利用機械做功，使人類節(jié)省力氣，從而提高工作效率。蒸汽機代替人類做功 新課學(xué)習(xí) 用力推汽車，汽車不動 用力搬石頭，未能搬起想一想：推不動汽車和搬不起石頭時人做功了沒？雖然人們竭盡全力，做了工，但未對汽車和石頭做功！“做工”與“做功” 怎樣才叫“做功”圖中的人對貨物施加力F，貨物沿F的方向上移動了距離S。這時人對貨物做了功。人將貨物上提距離S新課學(xué)習(xí) 人將推車推動距離S 圖中的人對推車施加力F，并沿F的方向推動了距離S。這時人對推車做了功。怎樣才叫“做功”新課學(xué)習(xí) 人對貨物和推車都做了功，它們有哪些共同點？人都使物體在力的方向上移動了一段距離。 做功的要素 作用在物體上的力，使物體沿力的方向移動一段距離，我們就說這個力對物體做了功?！舅伎肌勘容^人推不動汽車和推動汽車的例子，找出是否做功的判斷標準？用力推汽車，汽車不動 F FS 人將推車推動距離S新課學(xué)習(xí) 用力推講臺,講臺沒有動，人累嗎？人對講臺做功了嗎？為什么？答：人對講臺沒有做功，因為講臺沒有移動一定距離。 （F0, S=0 - 勞而無功） 用腳踢出足球，球在地面上滾動，滾動過程中，人對球做功了嗎？答：足球雖然移動了一段距離，但那是因為慣性， 而沒有力的作用。（F=0, S 0 - 不勞無功） 人推著木箱前進時，箱子的重力和支持力做功了嗎？為什么？答：人推箱子，雖然水平移動了距離S，但重力和支持 力不做功，因為距離S不在力的方向上。 （F 0, S 0，-垂直無功） 【總結(jié)】做功的要素有三個：l 有力的作用l 產(chǎn)生了距離Sl 距離S在力的方向上有分量判斷人或物體是否做功，這三個要素，缺一不可。 小鳥將蟲子從地上叼起來人將油桶推到倉庫 舉重運動員舉著杠鈴不動根據(jù)做功的要素判斷，舉重運動員并未做功，而前兩個例子中人均做了功。判斷這些實例是否做功？ 怎樣測算功力對物體做的功，等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。功的物理意義是什么？如何定量認識功？功可以理解為力在距離上的積累，這種積累作用表現(xiàn)為“乘積”的形式。新課學(xué)習(xí) 表達式：功=力距離單 位：J = N m 焦 耳W = F S【思考】作為重要的物理概念，功的單位是什么？功既然是力在距離上的積累，它應(yīng)該是能量的標度，屬于標量。能量的單位：焦耳 l 使物體移動的距離一定，力越大，做的功越多l(xiāng) 力一定，使物體移動的距離越大，做的功越多l(xiāng) 力越大，使物體移動的距離越大，做的功越多 功的多少跟作用在物體上的力成正比，跟物體移動的距離成正比。從功的計算公式，我們可以得出什么結(jié)論？新課學(xué)習(xí) 用手勻速托起兩個雞蛋，提高至1m，人對雞蛋做了多少功？解答：人克服雞蛋的重力做功，一個雞蛋大約重50g，所以雞蛋的重力為1N，雞蛋的移動方向與手用力方向相同，故人對雞蛋做的功為：W=F S=1N 1m=1J 如何正確地測算功？人拉著重2000N的車子向前行進5m，有同學(xué)認為人做的功W=2000N 5m=10000J， 他的算法對嗎？分析：根據(jù)做功的要素判斷。解答：題中給出了車子的重力，重力的方向與車子移動的方向垂直，屬于垂直無功的例子。所以算法不對，還應(yīng)給出人的拉力。 如圖：工作人員用100 N的力將箱子沿4 m長的斜面推到2 m高，求人對箱子做了多少功？分析：工作人員對箱子施力，力的方向沿斜面向上，移動了4 m，所以人對物體做功：W=100 N4 m=400 J。誤區(qū)在于移動距離為箱子升高了2 m。如何正確地測算功？ 機械功原理 動滑輪和靜滑輪有什么特點？ 用靜滑輪時人需要用與貨物等重的力，拉力的距離等于貨物上升的距離。 用動滑輪時人需要貨物重量一半的力，拉力的距離等于貨物上升距離的2倍?！舅伎肌吭搶嵗f明了什么科學(xué)道理？新課學(xué)習(xí) 使用機械工作時，省力必然費距離；省距離一定費力；既省力又省距離是不可能的。也即，使用任何機械都不能省功。機械功原理：使用任何機械都不能省功。 機械的黃金定律 上述例子表明：人利用滑輪提起貨物時做了同樣的功。用靜滑輪時節(jié)省距離，但是費力；用動滑輪時省力，但是需要拉較長的距離。 例題1.下列情況中力對物體做了功的是（）CA用力推講臺，講臺沒有動 B人提水桶沿水平地面行走 C沿斜坡方向把物體拉上去 D天花板上的線吊著電燈經(jīng)典例題 A第一次較大B第二次較大C兩次一樣大D不知樓高不好判斷 C例題2. 某學(xué)生從底樓勻速走上二樓，第一次花費20s，第二次花費30s則兩次上樓過程中，學(xué)生所做的功（）經(jīng)典例題 A木箱受到的摩擦力一定為20NB木箱前進的距離一定是4mC木箱前進的距離是0.8mD木箱受到的摩擦力是100N B3. 一個重100N的木箱放在水平桌面上某人用20N的水平拉力拉著木箱前進，人對木箱做的功為80J，則（）經(jīng)典例題 課堂小結(jié) 怎樣才叫“做功”1介紹做功與做工的區(qū)別做功的兩個要素為：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動的距離。2怎樣測算功力對物體做的功，等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積，即：WFS。3機械功原理我們不可以利用機械既省力又省距離，因為省力就必須要耗費距離，省距離就必須要費力，即使用任何機械都不能省功。