111　怎样才叫“做功”.ppt

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1、在机械世界里在机械世界里不分简单、复杂不分简单、复杂不论粗糙、精美不论粗糙、精美巧妙的构思巧妙的构思精细的制作精细的制作省力和省距离省力和省距离始终不可兼得始终不可兼得机械的金科玉律机械的金科玉律论证也无法违背论证也无法违背“有功无劳有功无劳”，还是，还是“有劳无功有劳无功”？工作工作劳动生产，从事体力或脑力劳动。劳动生产，从事体力或脑力劳动。 做工做工干活，从事体力劳动。干活，从事体力劳动。打工打工做功（多指临时的）；做功（多指临时的）；打工就是从事工作。那打工就是从事工作。那为什么不叫上班呢？打工多指农村人背井离乡到经济发达地为什么不叫上班呢？打工多指农村人背井离乡到经济发达地方去工作。方

2、去工作。“功功”是个多义词，有是个多义词，有“贡献贡献”的意思，如功劳、立功；的意思，如功劳、立功；有有“成效成效”的意思，如大功告成、事半功倍的意思，如大功告成、事半功倍。力学里所。力学里所说的说的“功功”，吸收了，吸收了“成效成效”的意思，但是还有它的特殊含的意思，但是还有它的特殊含义。义。物理学中物理学中的的“做功做功”与日常生活中所说的与日常生活中所说的“做工做工”有着有着不同的含义。不同的含义。如图如图111所示的实例中，推车车不动，搬石石未起。所示的实例中，推车车不动，搬石石未起。人虽竭尽全力、大汗淋漓，但从物理学的角度看，人却没有人虽竭尽全力、大汗淋漓，但从物理学的角度看，人却没

3、有做功！做功！那么，究竟怎样才叫做了功呢？那么，究竟怎样才叫做了功呢？不动不动不动不动不动不动不动不动怎样才叫怎样才叫“做功做功”活动活动1找找共同点找找共同点观察图观察图132的两位同学正在做功。请仔细分析他们的的两位同学正在做功。请仔细分析他们的活动，找出两者的共同点。活动，找出两者的共同点。在图（在图（a）中，小桶在拉力）中，小桶在拉力F的作用下，沿力的方向上升的作用下，沿力的方向上升了一段距离了一段距离s；图（；图（b）中，小车在水平推力）中，小车在水平推力F的作用下，沿的作用下，沿力的方向水平移动了一段距离力的方向水平移动了一段距离s。也就是说，这两者的共同。也就是说，这两者的共同点

4、是，点是，物体在作用力的方向上通过了一段距离。物体在作用力的方向上通过了一段距离。物理学中规定：物理学中规定：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功（就说这个力对物体做了机械功（mechanicalmiknikl work），简称做了功。），简称做了功。Fs你能说出做功包含的两个必要因素吗？你能说出做功包含的两个必要因素吗？做功的两个必要因素是：做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。这两个因素中，缺少任何一个都不算做功。在如图这两个

5、因素中，缺少任何一个都不算做功。在如图111所示的情况中，虽然有力作用在物体上，但物体在力的方所示的情况中，虽然有力作用在物体上，但物体在力的方向上没有移动，因此力对物体没有做功。向上没有移动，因此力对物体没有做功。三种不做功的情况：三种不做功的情况：物体没有受到力的作用，靠惯性通过一段路程，也就物体没有受到力的作用，靠惯性通过一段路程，也就是没有力做功（是没有力做功（F=0）；）；物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零（s=0）；）；物体受力方向和物体运动的方向垂直（物体受力方向和物体运动的方向垂直（F与与s的方向垂的方向垂直）。直）。活动活

6、动2力对物体做了功吗力对物体做了功吗在图在图113中，哪种情况力对做了功？哪种情况力没有中，哪种情况力对做了功？哪种情况力没有做功？为什么？做功？为什么？研究力做功的问题时，还要明确谁施力、谁受力，即谁研究力做功的问题时，还要明确谁施力、谁受力，即谁对谁做功。对谁做功。怎样测算功怎样测算功在生产和生活实际中，人们不但要判断力对物体是否做在生产和生活实际中，人们不但要判断力对物体是否做功，而且还要计算力对物体做功的多少。功，而且还要计算力对物体做功的多少。物理学中规定，物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方力对物体做的功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积向上通过的距离的乘积，即，

7、即功功=力力距离距离如果用如果用W表示功，表示功，F表示力，表示力，s表示物体在力的方向上通表示物体在力的方向上通过的距离，上式可以写成过的距离，上式可以写成W=Fs在国际单位制中，力的单位是牛（在国际单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是），距离的单位是米（米（m），功的单位就是牛），功的单位就是牛米（米（Nm），它有一个专门），它有一个专门的名称叫做的名称叫做焦耳焦耳（joule），简称），简称焦焦，符号为，符号为J。这是为了纪。这是为了纪念英国物理学家焦耳（念英国物理学家焦耳（J.P.Joule，18181889），而命名的。），而命名的。1J=1Nm想一想想一想用手匀速托起两个鸡蛋

8、升高用手匀速托起两个鸡蛋升高1m的过程中（图的过程中（图115），），手对鸡蛋做的功大约是多少焦？手对鸡蛋做的功大约是多少焦？已知：已知：F=1Ns=1m求：求：W解：解：W=Fs=1N1m=1J答：手对鸡蛋做的功大约是答：手对鸡蛋做的功大约是1J。焦耳焦耳詹姆斯詹姆斯普雷斯科特普雷斯科特焦耳焦耳（JamesPrescottJoule；1818年年12月月24日日1889年年10月月11日），英国物理学家，出生日），英国物理学家，出生于曼彻斯特近郊的沙弗特（于曼彻斯特近郊的沙弗特（Salford）。由于他在热学、热力）。由于他在热学、热力学和电方面的贡献，皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章学和

9、电方面的贡献，皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章（CopleyMedal）。后人为了纪念他，把能量或功的单位命）。后人为了纪念他，把能量或功的单位命名名为为“焦耳焦耳”，简称，简称“焦焦”；并用焦耳姓氏的第一个字母；并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来来标记热量。标记热量。他的第一篇重要的论文于他的第一篇重要的论文于1840年被送到英国皇家学会，年被送到英国皇家学会，当中指出电导体所发出的热量与电流强度、导体电阻和通电当中指出电导体所发出的热量与电流强度、导体电阻和通电时间的关系，此即焦耳定律。时间的关系，此即焦耳定律。 焦耳提出能量守恒与转化定律：能量既不会凭空消失，焦耳提出能量守恒与转化定律：

10、能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只能从一种形式转化成另一种形式，或也不会凭空产生，它只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变，奠者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变，奠定了热力学第一定律（能量不灭原理）之基础。定了热力学第一定律（能量不灭原理）之基础。活动活动3怎样正确地测算功怎样正确地测算功在下面的例子中，怎样正确地测算功？在下面的例子中，怎样正确地测算功？人拉着重为人拉着重为2 000N的车子沿水平方向前进的车子沿水平方向前进5m（图（图116）。）。有同学认为：有同学认为：在这个过程中，人做的功是在这个过程中，人做的功是W=Fs

11、=2 000N5m=10 000J。他的算法对吗？如果不对，错在哪里？他的算法对吗？如果不对，错在哪里？2 000N的重力并没有对车子做功。因为重力的方向是竖的重力并没有对车子做功。因为重力的方向是竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。直向下的，而车子是在水平方向上移动。在这个例子中，要计算出人拉车的力所做的功，还必须在这个例子中，要计算出人拉车的力所做的功，还必须知道什么条件？为什么？知道什么条件？为什么？要计算人拉车的力所做的功，就要用拉力的大小乘车子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方向上通过的距离。已知车子沿拉力的水平方向前进在拉力方向上通过的距离。已知车子沿拉力的

12、水平方向前进了了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。明确：明确：利用公式利用公式W=Fs计算功时，力计算功时，力F和移动的距离和移动的距离s要对应。要对应。即距离即距离s必须是沿着力必须是沿着力F的方向通过的距离。的方向通过的距离。例题例题如图如图117所示，某人用所示，某人用F=100N的力把木箱从斜面底端的力把木箱从斜面底端沿斜面推到沿斜面推到2m高处。斜面长高处。斜面长4m，这个人做了多少功？，这个人做了多少功？分析：分析：题目中标示出了两个距离，哪一个是求人做的功必须的题目中标示出了两个距离，哪一个是求人做的功必须的距离距离s呢？根据规定，功等于力与物体沿力的方

13、向通过的距呢？根据规定，功等于力与物体沿力的方向通过的距离的乘积。这个人的推力是沿斜面向上的，因此距离应取斜离的乘积。这个人的推力是沿斜面向上的，因此距离应取斜面的长度。面的长度。已知：已知：F=100N s=4m求：求：W解：解：W=Fs=100N4m=400J答：这个人做了答：这个人做了400J的功。的功。机械功原理机械功原理物理学中功的概念，最早是从人类使用并研究机械的过物理学中功的概念，最早是从人类使用并研究机械的过程中产生的。程中产生的。人们使用机械工作时，有时可以省力，有时可以省距离。人们使用机械工作时，有时可以省力，有时可以省距离。研究表明：研究表明：省力的机械必然费距离；省距离

14、的省力的机械必然费距离；省距离的机机械械则一定费力；既则一定费力；既省力又省距离的省力又省距离的机机械械是不存在的。是不存在的。也就是说，也就是说，使用任何机械都不能省功。这就是机械功原使用任何机械都不能省功。这就是机械功原理理（mechanical work theoremi:rm）。）。机械功原理对机械的研制和使用具有重要的指导意义，机械功原理对机械的研制和使用具有重要的指导意义，在历史上被誉为在历史上被誉为机械的金科玉律机械的金科玉律。怎样才叫怎样才叫“做功做功”作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功

15、，简称做了功。就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。做功的两个必要因素是：做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。怎样测算功怎样测算功物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方物理学中规定，力对物体做的功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，即向上通过的距离的乘积，即功功= =力力距离距离W=Fs1J=1Nm机械功原理机械功原理省力的机械必然费距离；省距离的省力的机械必然费距离；省距离的机机械械则一定费力；既则一定费力；既省力又省距离的省力又省距离的机机械械是不存在的。也就是说，使用任何机械是不存在的。也就是

16、说，使用任何机械都不能省功。这就是机械功原理都不能省功。这就是机械功原理知识小结知识小结自我评价与作业自我评价与作业1如图如图118所示，一名妇女推着童车轻松地前行；一所示，一名妇女推着童车轻松地前行；一名男士用很大的力推汽车，但汽车没有被推动。这两个人谁名男士用很大的力推汽车，但汽车没有被推动。这两个人谁做的功多？为什么？做的功多？为什么？妇女做的功多。妇女对童车施加了推力，并使童车在推妇女做的功多。妇女对童车施加了推力，并使童车在推力的方向上通过了距离，所以她对童车做了功；而男人虽然力的方向上通过了距离，所以她对童车做了功；而男人虽然对汽车施加了很大的力，但汽车并没有移动距离，所以他对对汽

17、车施加了很大的力，但汽车并没有移动距离，所以他对汽车没有做功。汽车没有做功。2有一个装着矿石的矿斗，总质量是有一个装着矿石的矿斗，总质量是3.0103kg，把它，把它从井底匀速提到地面上做了从井底匀速提到地面上做了4.41106J的功。试问：该矿井的功。试问：该矿井有多深？有多深？已知：已知：m=3.0103kgW=4.41106Jg=9.8N/kg求：求：s解：解：F=G=mg=3.0103kg9.8N/kg=2.94104N依依W=Fs，得，得答：该矿井有答：该矿井有150m。m150N1094. 2J10.41446FWs3一辆汽车在平直公路上匀速行驶一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m

18、。在此过程中，。在此过程中，汽车牵引力做功汽车牵引力做功8.0104J。这辆汽车的牵引力有多大？。这辆汽车的牵引力有多大？已知：已知：s=160mW=8.0104J求：求：F解：解：依依W=Fs，得，得答：汽车的牵引力有答：汽车的牵引力有500N。N50060m1J100 . 84sWF4如图如图119是一张出租车的发票，从中你能获得哪些是一张出租车的发票，从中你能获得哪些信息？假如这辆出租车是在平直公路上匀速行驶，它的牵引信息？假如这辆出租车是在平直公路上匀速行驶，它的牵引力为力为3103N。试问：该车的牵引力做了多少功？。试问：该车的牵引力做了多少功？可获得以下信息：乘车地所在城市、发票编

19、号、乘车时可获得以下信息：乘车地所在城市、发票编号、乘车时间、乘车里程、单价、车号等。间、乘车里程、单价、车号等。已知：已知：F=3103Ns=4 050m求：求：W解：解：W=Fs=3103N4 050m=1.215107J答：该车的牵引力做了答：该车的牵引力做了1.215107J的功。的功。5一个人用一个人用50N的力水平方向匀速推一辆重的力水平方向匀速推一辆重200N的车的车前进前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？已知：已知：F=50N G=200N s=2mh=0m求：求：W人人WG解：解：W人人=Fs=50N2m=100JWG=Gh=200N0m=0J答：人对车做功答：人对车做功100J，重力对车没有做功。，重力对车没有做功。 6如图所示的四种情景中，人对物体做功的是如图所示的四种情景中，人对物体做功的是名言共享名言共享没有试过怎么知道不行。没有试过怎么知道不行。