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第十一章機(jī)械與功 第3節(jié)功功率 明確做功的兩個(gè)必要因素 能根據(jù)它初步判斷物體是否做功 2 初步理解功的計(jì)算公式 知道功的單位是焦耳 并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 3 知道作用在物體上的力與物體通過(guò)的距離垂直時(shí) 該力不做功 4 知道功率的概念 會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算 學(xué)習(xí)目標(biāo) 觀察他們的效果相同嗎 用力推箱子 小明和小聰分別用力移動(dòng)箱子 發(fā)生了什么物理現(xiàn)象 小明推箱子 雖然費(fèi)了力氣 但箱子沒(méi)有移動(dòng) 小聰用力將箱子拉走了 物理學(xué)中規(guī)定 如果物體受力且沿受力方向移動(dòng)一定的距離 就說(shuō)力對(duì)物體做了功 功這個(gè)物理量和什么因素有關(guān)呢 1 功 發(fā)現(xiàn)什么共同點(diǎn)了嗎 2 做功的兩個(gè)必要因素 作用在物體上的力 物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離 注意 嚴(yán)格來(lái)講 說(shuō) 功 一定要說(shuō)清是哪個(gè)力做的功 有時(shí)為了方便 某個(gè)力做功往往也說(shuō)成施力的物體做了功 比如 人推小車 推力做了功 常常說(shuō)人做了功 小車在推力作用下前進(jìn)了一段距離 推力對(duì)車做了功 作用在物體上的力 物體在力的方向上移動(dòng)的距離 F 注意 二者缺一不可 s 3 你知道用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷是否做功嗎 人用力推車而沒(méi)推動(dòng) 物體不做功的情況 人用力推車而沒(méi)推動(dòng) 冰壺在平滑的冰面上滑行 用腳踢出足球 球在地面上滾動(dòng) 滾動(dòng)過(guò)程中 人對(duì)球做功了嗎 沒(méi)有做功 足球水平移動(dòng)了距離 但在水平方向沒(méi)有受到力的作用 無(wú)力有距離 提箱子在水平路上走 不做功的情況 1 物體受到力的作用 但保持靜止?fàn)顟B(tài)s 0 勞而無(wú)功 2 物體在運(yùn)動(dòng)方向上不受力的作用 由于慣性而運(yùn)動(dòng)F 0 不勞無(wú)功 3 物體受到某力的作用 但運(yùn)動(dòng)方向始終與該力方向垂直F s 勞而無(wú)功 功 力 距離 W Fs 注意 當(dāng)力和物體在力的方向上通過(guò)的距離相反時(shí) 我們說(shuō)物體克服這個(gè)力做功 1 功等于力與物體沿力的方向移動(dòng)距離的乘積 2 功的單位和物理意義 牛 N 米 m 焦耳 J 即 1J 1N m W Fs 物理意義 1N的力使物體在力的方向上 通過(guò)1m的距離時(shí)所做的功為1J 單位 焦耳 在平地上 一小朋友用50N的水平推力推動(dòng)重100N的箱子 前進(jìn)了10m 推箱子的小朋友做了多少功 如果把這個(gè)箱子勻速舉高1 5m 他做了多少功 解 由W Fs得人推箱子時(shí)做的功W1 F1s1 50N 10m 500J人舉箱子時(shí) 勻速舉起 F2 G 100N此時(shí)人做功W2 F2s2 Gh 100N 1 5m 150J 人與起重機(jī) 哪個(gè)做功快 你是怎樣比較出來(lái)的 起重機(jī)做功快 做一樣多的功 起重機(jī)所用時(shí)間短 1 怎樣比較做功快慢 起重機(jī)做功快 在相同的時(shí)間內(nèi) 起重機(jī)做功多 人與起重機(jī) 哪個(gè)做功快 你是怎樣比較出來(lái)的 方法二 t甲 t乙時(shí) 做功多的則做功快 比較做功快慢的方法 方法一 W甲 W乙時(shí) 用時(shí)間短的則做功快 若時(shí)間和做功都不相同 怎樣去比較做功的快慢呢 用功與做功時(shí)間的比表示物體做功的快慢 例甲 乙 丙三位同學(xué)分別搬磚到二樓 每塊磚物重為10N 樓高為3m 他們搬磚的數(shù)量和所用的時(shí)間如下表 甲 乙 丙做功分別是多少 600 450 600 甲 乙 丙做功誰(shuí)最快 誰(shuí)最慢 比較做功快慢的一般方法 600 450 600 60 30 22 5 功與做功時(shí)間的比表示物體做功的快慢 甲做功最快 丙做功最慢 定義 功與完成這些功所用時(shí)間之比叫做功率 功率的物理意義 表示物體做功快慢的物理量 公式 單位 國(guó)際單位 瓦特 符號(hào)W 常用單位 千瓦 kW 兆瓦 MW 換算關(guān)系 1kW 103W1W 1J s 2 功率 功率是機(jī)器的主要性能之一 選購(gòu)機(jī)器時(shí) 要根據(jù)實(shí)際需要選擇功率合適的機(jī)器 下圖是某抽水機(jī)上的銘牌 上面標(biāo)有一些數(shù)據(jù) 如下圖所示 型號(hào) 5C11流量 52m3 h吸程 10m功率 1 2kW 功率1 2kW表示什么物理意義 表示物體在1s內(nèi)做功1200J 騎車功率約70W 慢跑功率約幾十瓦 藍(lán)鯨游動(dòng)時(shí)功率約350kW 一些運(yùn)動(dòng)物體的功率 例題 大石頭質(zhì)量為6t 起重機(jī)的吊鉤在15s內(nèi)將大石頭勻速提升了1m 起重機(jī)提升大石頭的功率是多少 解 因?yàn)槠鹬貦C(jī)勻速 大石頭所受的拉力與所受的重力相等 即F G mg 6 103kg 10N kg 6 104N石頭在拉力方向上移動(dòng)的距離s 1m拉力做的功是 W Fs 6 104N 1m 6 104J起重機(jī)提升大石頭的功率是 知識(shí)拓展 物體受拉力F 沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 拉力F的功率 為什么汽車上坡時(shí) 司機(jī)經(jīng)常用換擋的方法減小速度 機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一般是一定的 保持不變 牽引力的大小和運(yùn)動(dòng)速度成反比 減少車輛的速度就會(huì)使車輛的牽引力增大 反之 增大車輛的速度就會(huì)使車輛的牽引力減小 功功率 功的兩個(gè)必要因素 作用在物體上的力 在力的方向上移動(dòng)的距離 公式 功率 定義 單位時(shí)間里完成的功 物理意義 表示物體做功的快慢 公式 單位 W Fs 焦耳 簡(jiǎn)稱焦 符號(hào)J Fv 單位 瓦特 簡(jiǎn)稱瓦 符號(hào)W 功 功的原理 內(nèi)容 使用任何機(jī)械都不能省功 范圍 對(duì)一切機(jī)械都適用 1 如圖所示的四種情景中 人對(duì)物體做功的是 B 2 用200N的力 在粗糙不同的水平路面 沿水平方向分別拉重500N和800N的兩輛小車勻速前進(jìn)4m 則 A 拉重車做的功多B 拉輕車做的功多C 拉兩輛車做的功一樣多D 無(wú)法確定 C 3 某工人在水平地面上 用100N水平推力以0 5m s的速度勻速推動(dòng)重500N的物體 使它沿水平方向移動(dòng)20s 該過(guò)程中重力所做的功是 J 拉力做的功是 J 0 1000 4 質(zhì)量為50kg的物體 用50N的水平推力使它在粗糙水平面上以2m s的速度勻速移動(dòng)10m 問(wèn) 1 推力的功率多大 2