要點(diǎn):
1.功的兩個(gè)必要因素
(1)作用在物體上的力;(2)物體在力的方向上通過(guò)的距離.
必須同時(shí)具備這兩個(gè)要素,力才對(duì)物體做功.
如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有受到力的作用,例如物體在光滑水平面上滑動(dòng)時(shí),在水平方向上盡管它通過(guò)了距離,但是卻沒(méi)有受到力的作用,所以沒(méi)有力對(duì)它做功.
如果物體雖然受到了力的作用,但是在力的方向上沒(méi)有通過(guò)距離,則這個(gè)力也沒(méi)有對(duì)物體做功.例如建筑工人雙手棒著一摞磚站在原處準(zhǔn)備裝上車(chē),他雖然對(duì)磚有一個(gè)向上的托力,但是在這個(gè)力的方向上沒(méi)有通過(guò)距離,因此他沒(méi)有做功.
如果物體受到了力的作用,同時(shí)物體也在運(yùn)動(dòng)著,但是力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相垂直,那么力也沒(méi)有對(duì)物體做功.例如我們用手提著一桶水在水平路面上行走時(shí),雖然我們對(duì)水桶施加了豎直向上的拉力,但是由于拉力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相垂直,因此我們并沒(méi)有對(duì)水桶做功.
2.功的計(jì)算
功的大小等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積.寫(xiě)成公式,即為:W=FS
式中F表示作用在物體上的力,單位用牛;S表示物體在F的方向上通過(guò)的距離,單位用米;W表示功,單位即為焦.1焦=1!っ.
在用公式W=FS計(jì)算功時(shí),必須注意F與S的同方向性,即S必須是物體在F的方向上通過(guò)的距離,或F是在S方向上施加的作用力.
3.功的原理
功的原理有兩種表述:
第一種表述是:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功.
第二種表述是:使用任何機(jī)械都不省功.
這第一種表述的結(jié)論適用范圍是各種理想機(jī)械,即可忽略機(jī)械工作時(shí)的摩擦和機(jī)械本身的重,這樣使用機(jī)械工作時(shí)做的功,才和直接用手完成同一任務(wù)時(shí)做的功相等.
第二種表述是更具有普遍意義的結(jié)論,因?yàn)閷?shí)際的機(jī)械工作時(shí),不但會(huì)有摩擦,而且機(jī)械本身的重又不能忽略,所以要多用力,多做功,即使用機(jī)械工作時(shí)做的功要大于直接用手做的功.
練習(xí):
1.物體在_______的作用下_______發(fā)生了變化,我們就說(shuō)力對(duì)物體做了功.
2.在物理學(xué)中,把_______________的乘積叫做功,功的計(jì)算公式是_______,單位是_______.
3.在下述各種情況下,做功各是多少?
(1)手用向上的力F提著質(zhì)量為m的水桶,在原地不動(dòng),手做功為_(kāi)______;(2)手提一只重為100 N的物體在水平方向移動(dòng)5 m,手做功為_(kāi)______;(3)用20 N的力,將重為50 N的鐵球沿水平方向扔出,球在水平方向滾動(dòng)了10 m后停下,在鐵球滾動(dòng)的過(guò)程中,人對(duì)鐵球做的功是_______;(4)一物體在20 N拉力的作用下,沿水平地面勻速滑動(dòng)5 m,水平地面對(duì)物體的摩擦力f=_______,拉力對(duì)物體做的功為_(kāi)______.
4.步槍子彈里火藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的氣體對(duì)彈頭的平均推力為1.2×104 N,如果槍膛長(zhǎng)
60 cm,氣體將彈頭推出槍膛做的功是_______.
5.起重機(jī)將一個(gè)重2×104 N的集裝箱勻速提高2 m,在這個(gè)過(guò)程中起重機(jī)的拉力做的功是_______ J,若起重機(jī)又將集裝箱水平移動(dòng)3 m,這段距離內(nèi)拉力做的功為_(kāi)______ J.
6.關(guān)于做功下列敘述正確的是
A.舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng),舉力做了功
B.起重機(jī)吊著重物沿水平方向勻速移動(dòng)一段距離,向上的拉力做了功
C.重物豎直下落,重力做了功
D.小球在水平面上滾動(dòng),重力做了功
7.已知甲物體在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng),乙物體在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用相同的水平推力,分別使甲、乙兩物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離,兩次推力做的功分別是W甲和W乙,則
A.W甲>W(wǎng)乙
B.W甲=W乙
C.W甲<W乙
D.條件不足,不能比較
8.甲、乙兩個(gè)集裝箱的質(zhì)量相同,用起重機(jī)將甲集裝箱以1 m/s的速度提升10 m,再將乙集裝箱以2 m/s的速度提升相同的高度,那么
A.兩次做的功一樣多
B.第一次做的功多
C.第二次做的功多
D.無(wú)法比較其做功的多少
9.一位中學(xué)生沿教學(xué)大樓的樓梯勻速登高了3 m,該學(xué)生登樓做的功最接近于
A.1500 J B.150 J C.15 J D.1.5 J
10.功的單位是焦,那么做功5 J的意思是
A.作用在物體上的力是2 N,物體在力的方向移動(dòng)3 m,力做功為5 J
B.物體在5 N的力作用下,在水平方向移動(dòng)1 m,該力做功為5 J
C.1 N的力作用在物體上,物體在這1 N力的方向上移動(dòng)了5 m,該力做功5 J
D.物體在3 N的力作用下,沿力的方向移動(dòng)2 m,該力做功為5 J
11.甲、乙二人提著水桶在水平路面上勻速前進(jìn),人的拉力對(duì)水桶有沒(méi)有做功,為什么?
參考答案
一、1.力 動(dòng)能或勢(shì)能
2.力和物體在力的方向上移動(dòng)的距離 W=Fs 焦耳
3.(1)0 (2)0 (3)0 (4)20 N 100 J
4.7.2×103 J
5.4×104 0
二、6.C 7.B 8.A 9.A 10.C
三、11.人的拉力對(duì)水桶沒(méi)有做功.因?yàn)槿藢?duì)水桶有向上的拉力,而水桶移動(dòng)的距離是水平方向的,沒(méi)有沿拉力的方向移動(dòng)距離,所以拉力不做功.
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