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1、三、做功了嗎
學(xué)習(xí)要求
1.理解功的概念,經(jīng)歷實驗探究體驗做功的過程,理解做功的兩個必要條件,并能正確判斷某個力是否做功。
2.知道功的公式,會對有關(guān)功的問題進行簡單的計算。
3.知道功的單位“焦耳(J)”,并能在計算中正確應(yīng)用。
4.通過觀察、討論和實驗了解功的物理意義。
5.通過對實例的分析,體驗并能知道做功是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。知道使用任何機械都不能省功。
6.了解科學(xué)家進行科學(xué)探究的歷史,進一步增強物理學(xué)習(xí)的興趣,逐步形成獻身科學(xué)的意識。
課前復(fù)習(xí)
1動滑輪和定滑輪
2滑輪組省力、費距離和承擔物重繩子段數(shù)的關(guān)系
學(xué)習(xí)指導(dǎo)
機械功
力和物體在力的方向上移
2、動的距離
二、做功的兩個必要因素。
一是作用在物體上的力
二是物體在力的方向上通過一段距離。
特別提示:有三種情況物理學(xué)中是不承認做功的:
(1)物體雖然受力,但未通過距離。例如人用力推墻壁,由于墻壁未移動,所以人未做功。
(2)物體雖然移動了一段距離,但無外力作用。例如冰塊在光滑的水平冰面上勻速滑動,雖然冰塊在水平方向移動了一段距離,但水平方向上并無作用力,因此不做功。
(3)力的方向與物體運動的方向垂直。例如人提水桶在水平方向上移動一段距離,由于人對水桶的作用力是豎直向上的,因而這個力也不做功。
范例練習(xí)
例1.下列四種情境中,人對物體做功的是
A提著水桶在水平
3、地面上勻速前進 B舉著杠鈴原地不動
C用力搬石頭但沒有搬動 D推著小車前進
精析:判斷一個力對物體是否做功,必須同時滿足兩個必要的因素,一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
解:A選項中提水桶施力的方向是豎直向上,水桶的移動的方向為水平方向,雖然水桶受力了,也移動了距離,但是沒有在力的方向上移動一段距離,所以沒有對水桶做功。B選項對杠鈴施力了,但沒有移動距離,所以沒有對杠鈴做功。C選項中對石頭施力了,但沒有移動距離,所以沒有對石頭做功。D選項推小車向前施力,且小車在向前的方向上移動一段距離,所以對小車做了功。答案為D。
4、
點評:通過對這個問題的解析,學(xué)生能進一步理解做功的兩個必要因素。
三.功的大小。
功 = 力 * 距 離 w=f*s
功的大小等于力跟物體在該力方向上通過的距離的乘積。
力對物體做功的多少只與這兩個因素有關(guān),與物體的運動狀態(tài)、物體的質(zhì)量、支持面是否光滑無關(guān)。
3.功的單位
焦耳(J),1J表示1N的力使物體在這個力的方向上移動1m所做的功。1J=1N*M
將兩個雞蛋勻速舉高1m做的功大約為1J
范例練習(xí)
例2.一列火車以20m/s的速度在平直的軌道上勻速行駛,整列火車受的阻力是9×104N,問這列火車行駛1min火車做了多少功?
精析:解此題時,首先注意火
5、車做勻速直線運動,因此火車的牽引力和阻力是一對平衡力,則F=f,另外距離可以利用S=vt來求,最后可用公式W=Fs求出火車在這段距離中所做的功。
解:由V=S/t得,S=Vt=20m/s×60s=1200m
根據(jù):W=FS得
W=FS=fs=9×104N×1200m=1.08×108J
活動與探究
八年級(1)班位于教學(xué)樓的四樓,沿樓梯勻速爬上三樓,請你估測一下該學(xué)生在該過程中做功大約為多少?
思考與練習(xí)
一、填空題
1.物理學(xué)中的做功包含兩個必要的因素:(1) ,(2)
6、 。功的計算公式是 ,國際單位制中功的單位是 。
第3題圖
F
G
2/八年級(1)班的同學(xué)學(xué)習(xí)了功的知識后,他們討論對物體做功的多少。李壯同學(xué)用10N的水平拉力將重300N的箱子沿水平地面移動了5m,張強同學(xué)將這個箱子勻速舉高2m ,王明同學(xué)將這個箱子舉起后在空中停留5s。李壯同學(xué)做功是 J,張強同學(xué)做功是 J,王明將箱子在空中停留5s過程中做功 J。
3.如圖所示,在拉力F作用下,重為120N的物體豎直向上做勻速直線運動,物體上升的速度為
0.4m/s,則拉力F的大小為 N,
7、在5s內(nèi)拉力做功 J。(不計動滑輪的重、
繩子的重及各處的摩擦)
二、選擇題
F
第4題圖
4.如圖所示,用水平力F拉著重為100N的物體在水平地面上向左勻速移動了5m,物體所受地面的
摩擦力大小為20N,則( )
A.重力做的功是500J B.拉力大小為100N
C.拉力大小為120N D.拉力做的功為100J
5.以下事例中,重力做功的是( )
A.冰球在水平的冰面上滾動 B.皮劃艇在平靜水面快速滑行
C.跳水運動員下落 D.舉重運動員把杠鈴舉起停在空中靜止不動
三、計算、論述題
6.一輛重為20000N的汽車在水平的公路上勻速行駛,汽車所受阻力為車重的0.3倍,汽車在1分鐘內(nèi)行駛1.5Km,問在1分鐘內(nèi)牽引力做功多少焦?汽車受的重力做功多少焦?
教學(xué)反思: