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1、3. 3.功和功率功和功率第十一章 机械与功 1 1. .结合实例知道功的概念。结合实例知道功的概念。 2 2. .会判断是否做了功会判断是否做了功。 3 3. .掌握掌握功的计算功的计算。 4.4.理解功率的概念；会计算功率。理解功率的概念；会计算功率。1.1.图中物体受到几个力的作用？图中物体受到几个力的作用？2.2.什么力对物体的向上移动作出了贡献？什么力对物体的向上移动作出了贡献？上面展示上面展示的图的图中，有的力对物体移动有贡献，有的力则中，有的力对物体移动有贡献，有的力则对物体移动没有贡献。对物体移动没有贡献。物理学中物理学中的的“功功” 有有“贡献贡献”和和“成效成效”意思。意思
2、。一、功一、功注意：力学里的注意：力学里的“做功做功”不是生活里的不是生活里的“做工做工”、“干活干活”一个力作用在物体上，一个力作用在物体上，1、定义、定义 物体物体在这在这个力的方向上移动了一段距离，个力的方向上移动了一段距离，力学里就说力学里就说这个力做了功这个力做了功。F FS 小孩的拉力小孩的拉力拉小狗移动了一段距拉小狗移动了一段距离离，我们说，我们说小孩的拉力对小狗做了功小孩的拉力对小狗做了功，或简单的说或简单的说小孩对小狗做了功小孩对小狗做了功。 叉车的举力叉车的举力将货物移动了一段距离将货物移动了一段距离，我们说，我们说叉车的举力对货物做了功叉车的举力对货物做了功，或，或简单的
3、说简单的说叉车对货物做了功叉车对货物做了功。 榔头对榔头对钉子钉子的力的力F使钉子移动了一段距离使钉子移动了一段距离，我们我们说说榔头榔头的的力对钉子做了功力对钉子做了功，或简单的，或简单的说说榔头榔头对对钉子做了功钉子做了功。F FS同学们同学们,根据这几个实例根据这几个实例请你们就以下的问题请你们就以下的问题进行进行思考：思考：怎样才算一个物体对另一怎样才算一个物体对另一物体做功？（做功应该具物体做功？（做功应该具备那些必要条件）备那些必要条件）小小孩孩对对小小狗狗做做了了功功叉叉车车对对货货物物做做了了功功锤锤子子对对钉钉子子做做了了功功2 2、做功、做功的两个必要因素是的两个必要因素是
4、1 1）. .有力作用在物体上有力作用在物体上 F2 2）. .物体在这个力的方向上移动了一段距离物体在这个力的方向上移动了一段距离 s必要因素必要因素必须需要，同时满足，缺一不可必须需要，同时满足，缺一不可怎样才算做功？怎样才算做功？1、从实例中体会一下、从实例中体会一下“做功的做功的两个必要因两个必要因素素”；2、归纳一下、归纳一下不做功不做功有几种类型。有几种类型。、运动员用力将杠铃、运动员用力将杠铃向上举起的过程，举力向上举起的过程，举力是否做功？是否做功？2 2、汽车的牵引力使汽车水平前、汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力是否对汽车作功？进，牵引力是否对汽车作功？组组人举一物体于头顶
5、，人（或人的举力）对物人举一物体于头顶，人（或人的举力）对物体是否做功？体是否做功？组组物体受到力，但没有移动物体受到力，但没有移动距离，力对物体没有做功距离，力对物体没有做功1、物、物体由于惯性在体由于惯性在光滑光滑平面上做平面上做匀匀速直线速直线滑行，是否有力做功滑行，是否有力做功?组组物体不受力，但因为惯性通物体不受力，但因为惯性通过一段距离，没有力做功过一段距离，没有力做功S2、运动员踢足球、运动员踢足球,球离开脚后球离开脚后飞出飞出10米远的过程米远的过程,运动员是否对球做功？运动员是否对球做功？球离开脚后已不受运动员的踢球离开脚后已不受运动员的踢力作用，但因为惯性通过一段力作用，但
6、因为惯性通过一段距离，运动员没做功距离，运动员没做功组组人抬着物体在水平面上行走，人的支持力人抬着物体在水平面上行走，人的支持力是否对物体做功是否对物体做功?S有力也有移动距离，但有力也有移动距离，但通过距离通过距离不在力的方向上不在力的方向上(力与通过的距离力与通过的距离相垂直相垂直)，因此这个力也没有做功，因此这个力也没有做功通过上面的几个例子你能总结出物体在什么情况下不做功吗？通过上面的几个例子你能总结出物体在什么情况下不做功吗？A A、物体受到力的作用，但保持静止状态物体受到力的作用，但保持静止状态 s=0=0，劳而无功，劳而无功B B、物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动物体
7、在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动 F=0=0，不劳无功，不劳无功C C、物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直 Fs，劳而无功，劳而无功3、不做功的情形：、不做功的情形：4 4、功、功的计算的计算 N Nm m力越大力越大、物体在力的方向上物体在力的方向上移动的距离越大移动的距离越大计算公式：功计算公式：功=力力力的方向上移动的距离力的方向上移动的距离W = Fs做的功越多做的功越多符号的意义符号的意义 功功 力力 距离距离 5 5、功的单位、功的单位1J = 1 焦耳焦耳 简称焦简称焦 符号符号J例题：例题：质量为质量为50
8、kg50 kg的雪橇上装载了的雪橇上装载了350 kg350 kg的货物，的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了一匹马拉着它将货物匀速运到了3 000 m3 000 m外的货场。外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是如果雪橇行进中受到的摩擦力是800 800 ，求马运货时，求马运货时做的功。（做的功。（g=10 N/kg) g=10 N/kg) 质量为质量为50kg 50kg 的车上装载了的车上装载了350kg 350kg 的货物，一匹的货物，一匹马拉着它将货物匀速拉到马拉着它将货物匀速拉到3000m 3000m 外的货场。车外的货场。车行进中受到的摩擦力是行进中受到的摩擦力是800N800N。
9、 、画出马车的受力示意图、画出马车的受力示意图 、每一个力是否做功？、每一个力是否做功？SFNGf注意：垂直注意：垂直无功无功解解: :因为匀速因为匀速 所以：所以： F拉拉= =f f=800 N800 N 马移动的距离马移动的距离s=3 000 m=3 000 m s=800 N=800 N3 000 m=2.43 000 m=2.410106 6 J J 答：马运货时做的功是答：马运货时做的功是2.42.410106 6 J J。在平地上，一小朋友用在平地上，一小朋友用50 N50 N的水平推力推动重的水平推力推动重100 N100 N的箱的箱子，前进了子，前进了10 m10 m，推箱子
10、的小朋友做了多少功？如果把，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高这个箱子匀速举高1.5 m1.5 m，他做了多少功？，他做了多少功？10m50N100N请拿出草稿本请拿出草稿本解：解：W1 1= =Fs=50 N=50 N10 m=500 J10 m=500 J W2 2= =Fs= =Gh=100 N=100 N 1.5 m=150 J1.5 m=150 J已知：已知：F=50 N, =50 N, s=10 m, =10 m, G=100 N, =100 N, h=1.5 m=1.5 m。求：求：W1 1和和W2 2。功率功率1、比较物体运动快慢有几种方法？相同的路程比较所用的时
11、间相同的时间内比较通过的路程2、什么是速度？它是比较物体_的物理量。3、如何计算速度？图中用手推车运砖和用起重吊车运砖，图中用手推车运砖和用起重吊车运砖，在做功方面有什么不同？在做功方面有什么不同？做功的快慢是不同的做功的快慢是不同的我们怎样比较做功的我们怎样比较做功的快慢？快慢？思考思考物体做功的快慢可能与什么因素有关物体做功的快慢可能与什么因素有关呢？呢？可能与可能与 W 和和 t 有关有关人与起重机，哪个做功快？人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？你是怎样比较出来的？做一样多的功，所用时间不同。做一样多的功，所用时间不同。甲甲乙乙在相同的时间内，做功多少不一在相同的时间内，做功多
12、少不一样。样。人与起重机，哪个做功快？人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？你是怎样比较出来的？甲甲乙乙比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法 方法一：方法一： W甲甲=W乙乙时，用时间短的则做功快；时，用时间短的则做功快；方法二：方法二： t甲甲= t乙乙时，做功多的则做功快。时，做功多的则做功快。 若时间和做功都不相同，怎样去比较若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢做功的快慢呢甲甲乙乙例例甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块每块砖物重为砖物重为10 N，楼高为，楼高为 3 m，他们搬砖的数量和所他们搬砖的数量和所用的时间如下表：用的时间如下表
13、：甲甲乙乙丙丙砖数（块）砖数（块）202015做功（做功（J）时间（时间（min）102020甲、乙、丙做功分别是多少？甲、乙、丙做功分别是多少？600450600甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？ 应选取同一标准进行比较应选取同一标准进行比较比较做功快慢的比较做功快慢的一般方法一般方法甲甲乙乙丙丙砖数（块）砖数（块）202015做功（做功（J）时间（时间（min）102020600450600603022.5 选取时间为标准进行比较选取时间为标准进行比较功与做功时间的比表示物体做功的快慢功与做功时间的比表示物体做功的快慢( (J/min) )做功的做功的快慢快慢功率
14、越大，表示单位时间内所做的功功率越大，表示单位时间内所做的功越多，即做功越快。越多，即做功越快。W=1J/S 1W即即1J/S表示物体表示物体s的时间内做的时间内做功功1J 1KW=103W 1MW=106W用单位时用单位时间内做的间内做的功来表示功来表示1 1、物理意义：、物理意义： 表示物体做功快慢的物理量。表示物体做功快慢的物理量。3、定义式：、定义式：4 4、功率的单位、功率的单位: :瓦（瓦（W）千瓦（千瓦（kw）功率概念功率概念P=t t2、定义：、定义：功跟功跟完成这些功所用时间的比值。完成这些功所用时间的比值。1w=1 J/S、功率表示做功的、功率表示做功的_，功率越大表示，功
15、率越大表示做功越做功越_。功率的大小有。功率的大小有_和和_共共同决定。同决定。、试判断（、试判断（t）做功越多功率越大（）做功越多功率越大（）功率小，表示做功少。（）功率小，表示做功少。（）做功时间越短，则功率越大（）做功时间越短，则功率越大（）做功快，则功率大（）做功快，则功率大（）快慢快慢快快WtXXX 一一台台机机器器用用2 2分分钟钟时时间间做做了了6 610104 4J J的功，这台机器的功率是多少？的功，这台机器的功率是多少？答：这台机械的功率是答：这台机械的功率是500W练习练习解：解：P=t t6 610104 4J J120s120s= = =500W500W已知：已知：t
16、2min120s W 求：求：P6 610104 4J J计算功率的另一公式计算功率的另一公式：PFv F表示物体所受的力，表示物体所受的力，v表示物体的运动速度。表示物体的运动速度。适用条件：适用条件：F与与v在同一条直线上。在同一条直线上。(1)(1)当功率当功率p p一定时，牵引力一定时，牵引力F F和和v v之间关系如何之间关系如何? ?(2)(2)当速度当速度v v一定时，牵引力一定时，牵引力F F和和P P之间关系如何之间关系如何? ?(3)(3)当牵引力当牵引力F F一定时，功率一定时，功率P P和速度和速度V V之间有什么关系之间有什么关系? ?若保持若保持P不变，则不变，则F
17、与与v成反比；成反比；若保持若保持v不变，则不变，则 P与与F成正比；成正比；若保持若保持F不变，则不变，则P与与v成成正正比；比； 在汽车等交通工具一类问题中，式中在汽车等交通工具一类问题中，式中P P 为为发动机的实际功率，发动机的实际功率，F F 为发动机的牵引力，为发动机的牵引力，v v为汽车的瞬时速度。为汽车的瞬时速度。例题：马拉着车在例题：马拉着车在20分内以分内以18Km/h的速度的速度匀速前进匀速前进，如果马的拉力为如果马的拉力为300N，求马拉求马拉车的功率。车的功率。解: 由于F=300N, V=18km /h=5m /s t=20min=1200s P=W/t 又W=Fs
18、=FVt所以马拉车的功率： P=W/t=FV=300N5m / s=1500 w1 1、一重为、一重为5N5N的物体的物体沿三角形斜边长为沿三角形斜边长为3m3m，高，高为为2m2m的斜面上用拉力为的斜面上用拉力为20N20N的力的力从底拉到最高处用的时间为从底拉到最高处用的时间为2 2秒，求拉秒，求拉力做功和功率？力做功和功率？(1)(1)汽车以恒定功率上坡，汽车以恒定功率上坡，驾驶员应如何操作？驾驶员应如何操作？讨论汽车的上坡方式讨论汽车的上坡方式答：汽车以恒定功率上答：汽车以恒定功率上坡，上坡需要较大的牵坡，上坡需要较大的牵引力，根据引力，根据 ，P一定时，需增大一定时，需增大F，则则需减小速度需减小速度v，驾驶员驾驶员如何减速，即换档（变如何减速，即换档（变速调节装置）速调节装置）（提示：上坡需要较大的牵引力）（提示：上坡需要较大的牵引力）
