八年级物理做功了吗做功的快慢上海科技版知识精讲

初二物理做功了吗初二物理做功了吗 做功的快慢上海科技版做功的快慢上海科技版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 一 教学内容 做功了吗 做功的快慢 二 考点点拨二 考点点拨 1 理解做功的两个必要因素 能判断力在什么情况下做功 在什么情况下不做功 难 点重点 2 理解做功的计算公式 W FS 并能用来进行计算 知道功的单位 3 能分清日常生活中的 工作 与物理学中 功 的含义 能应用公式 W FS 进行简 单的功的计算 知道功的单位 焦耳 的物理意义 4 知道功率的概念 能用比较的方法得出功率的概念 难点 5 知道功率单位的含义并能形成具体的概念 6 会计算功率的问题 重点 三 跨越障碍三 跨越障碍 1 机械功 早期 人们在使用简单机械时发现 省力的机械不省距离 省距离的机械不省力 力 和距离之间到底存在着什么样的关系呢 为了评价机器的功效 机械师们提出了 功 的 概念 后来这一概念被引入到物理学中 试验 利用动滑轮提起砝码 拉力 F 而当物体上升的高度为 h 时 绳子运动的距离为 2 G S 2h 所以此时我们会发现 Fh Gh 即拉力 F 与上升的距离 S 相乘 等于物重 G 与上升 h 的 乘积 后来发现其他的机械也是如此 于是人们认识到 力和物体在力的方向上移动距离 的乘积 是一个很有意义的物理量 物理学中把力和物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功 简称功 用字母 W 来表示 并且我们可以发现省力的机械并不能省功 2 怎样才算做功 力和运动有着重要的关系 物体运动状态发生变化 一定是受到了力的作用 两个完 全相同的力 作用在不同物体上 此时我们会发现作用于小车上的力使小车开始运动 但 是作用于货车上相同的力时 我们发现货车仍然静止不动 所以此时两个力的作用功效不 同 说明一个力有成效 而另一个力则无成效 而当一个力作用在物体上 物体在这个力 的作用下通过了一段距离 物理学中就说这个力做了功 所以我们发现一个物体对另一个物体做功的必备条件有两个 一是作用在物体上的力 二是物体在力的方向上通过的距离 例 1 一辆汽车停在公路上 一工人用 10N 的力推汽车没有推动 那么此时人对汽车是 否做功 点拨 点拨 力对物体是否做功 应该满足做功的两个必备条件 一是作用在物体上的力 二是物体在力的方向上通过的距离 此时力作用在汽车上 但是没有使汽车运动 即运动 的距离为 0 所以此时对汽车没有做功 例 2 汽车在公路上运动是牵引力使汽车运动 所以牵引力对汽车一定做功 那么请考 虑汽车在运动的过程中 汽车受到的重力对汽车是否做功 点拨 点拨 牵引力的方向为水平方向 汽车向前运动是由于牵引力的作用效果 汽车在牵 引力的作用下运动了一定的距离 所以牵引力对汽车一定做功 而重力的方向在竖直方向 重力的作用效果只会使汽车在竖直方向运动 而此时汽车竖直方向运动的距离为 0 所以 此时重力对汽车不做功 由此我们可以得出 当力的方向和运动的方向垂直时 力对物体不做功 3 怎样计算功 物理学中规定 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积 W F S 式中 W 表示功 F 表示力 S 为物体在力的作用下运动的距离 在国际单位制中 力的单位是 N 距离的单位是 m 功的单位是 N m 它有一个专 门名称叫做焦耳 简称焦 符号是 J 1J 1N m 把 1 个鸡蛋举高 2m 做的功大约是 1J 将一袋 10kg 的大米扛到肩上 做功约 150J 重为 600N 的某学生从一楼走到二楼 做功约 1800J 将一瓶 500ml 的矿泉水从地上拿 起 做功约 10J 例 3 人拉着重为 2000 牛的车子沿水平方向前进 5 米 人拉车的力做的功是多大 点拨 点拨 人拉车的力做的功是 W F S 2000 N 5 m 10000 J 104 J 例 4 重力为 100 牛的物体 受到 20 牛的水平拉力 在水平面上匀速前进 5 米 则重力 做功是多少焦 拉力做功是多少焦 点拨 点拨 拉力 F 做功 W FS 20NJm1005 因为此时重力的方向和运动的方向垂直 所以重力对物体不做功 即为 0 4 做功的快慢 无论是人做功还是利用机械做功 都有快与慢的问题 这就是我们前面学习运动知识 时学习到的速度 运动存在快与慢的问题 同理做功也存在快与慢的问题 比较物体做功的快慢 必须考虑两个因素 其一是物体做了多少功 W 其二是物体做 功所用去的时间 t 我们在比较物体运动的快慢时 用到了三种方法 其一是在时间相同的情况下我们比 较物体运动的路程 其二是在路程相同的情况下我们比较物体运动的时间 如果运动的路 程和时间均不相同 那我们就比较物体在单位时间内通过的路程 也就是比较速度 同理 比较做功的快慢 方法一是在做功多少相同的情况下 比较做功的时间 当然是用时较短 的做功较快了 方法二是在做功时间相同时 比较做功的多少 当然是做功多的做功快 以上两种方法均有局限性 一方面是在做功多少和做功时间中必定要有一个量相同 另一 方面 只能是定性的比较一下谁做功快 但究竟快多少却无从得知 方法三是在做功时间 和做功多少均不相同时 比较物体在单位时间内做功的多少 在物理学中我们就把物体在单位时间内完成的功叫做功率 用字母 P 表示 从功率概念的含义出发 计算功率大小的公式可写作 功率 时间 功 如果用 W 表示功 t 表示时间 P 表示功率 上式可以写成 P W t 在国际单位制中 功的单位是焦 时间的单位是秒 功率的单位是焦 秒 它有一个专 门名称叫做瓦特 简称瓦 符号是 W 1W 1J s 工程技术上还常用千瓦 kW 兆瓦 mW 作为功率的单位 1kW 103W 1mW 106W 由 W F S 还可求出另一个计算功率的公式 P F v 在这个公式中 若 v 为平均 速度 P 就是机械的平均功率 若 v 为某一时刻的速度 P 就是该机械这一时刻的功率 这个公式在有关运动学的计算中常常用到 例 5 下列关于功率的说法正确的是 A 做的功越大 功率一定越大 B 做功的时间越短 功率一定越大 C 做相同的功 用的时间越长 功率越大 D 在相同的时间内 做功越多 功率就越大 点拨 点拨 功率表示做功的快慢 与单位时间内物体做功的多少有关 即与做功的多少和 做功的时间有关 所以并不是功越大 功率就一定越大 解答的过程中可以利用功率的计 算公式进行分析 答案为 D 例 6 拖拉机在 1min40s 内匀速前进了 300m 的路程 已知它的功率是 24kW 则拖拉机 受到的平均阻力是多大 点拨 点拨 已知 P 24kW t 100s 由 P 2400W F 8000N t W t FS S mF 100 300 m SW 300 2400000 例 7 一台拖拉机耕地时 在 25 分钟内匀速前进 3000 米 如果拖拉机发动机的功率是 2 94 104千瓦 这台拖拉机耕地时的速度多大 牵引力多大 受到的阻力多大 点拨 点拨 因为拖拉机耕地时匀速前进 所以它受到的阻力就等于牵引力 拖拉机耕地时的速度为 v S t 3000 2560 2 米 秒 米 秒 拖拉机的功率为 P W t FS t Fv 拖拉机的牵引力为 F P v 29400 2 14700 瓦 米 秒 牛 拖拉机受到的阻力为 f F 14700 牛 模拟试题模拟试题 答题时间 50 分钟 一 填充题 1 做功包括两个必要因素 一是 二是 2 功的计算公式为 功的单位是 简称为 符号为 3 用 10 牛的水平拉力将重为 100 牛的物体沿水平方向拉动 5 米 此过程中 拉力所做 的功是 焦 重力所做的功是 焦 4 小明的质量为 50kg 当小明从一楼上升到五楼时 竖直方向上升的高度为 20m 则小 明克服重力做功为 焦 如果总的运动时间为 100s 则小明上楼的功率为 瓦 5 在体育达标 跳绳项目 测试中 燕燕同学 1min 跳了 120 次 每次跳起的高度约为 4cm 若她的体重为 500N 则她跳一次做的功约为 J 她跳绳的平均功率约为 W 6 在水平地面上 用 50N 的水平推力推重为 100N 的箱子 在 10s 内前进了 10m 如图 所示 推箱子的小朋友做功的功率为 W 7 一架我国自行研制的歼 8 战斗机的质量为 1 5 103kg 发动机用 8 104N 的推力 使飞机在 10s 内前进 5000m 则飞机受到的重力为 N 这段时间内飞机的平均 速度为 m s 推力的功率为 W 8 一名举重运动员在 3s 内把质量为 100kg 的杠铃举高 1 8m 则此过程该运动员做功的 功率是 W g 取 10N kg 9 甲 乙两位同学分别把同样重的木头从一楼搬到三楼 甲用的时间比乙用的时间长 两人对木头做功的大小关系是 选填 或 对木头做功 甲 W 乙 W 快的是 同学 10 小芳用 200N 的水平推力在水平地面上推动重为 300N 的箱子 10s 内箱子匀速前进 0 5m 在这个过程中 小芳对箱子做功的功率是 W 箱子与水平地面间 的滑动摩擦力是 N 二 选择题 1 在下列几种情况中 对物体做功的是 A 汽车由于阻力的作用最终停下来 B 小明提着水桶进入教室 C 小孩用力推箱子 箱子未被推动 D 运动员举着杠铃静止不动 2 小明将质量为 10kg 的水从深为 5m 的井中提上来 然后走进教室 则小明对水桶所做 的功为 A 0JB 500JC 1000JD 无法确定 3 关于功 下列说法中正确的是 A 对物体做的功越多 物体受到的力一定越大 B 物体移动的距离越多 物体受到的力一定越大 C 力对物体做的功一定时 力越大 物体在力的方向上移动的距离也越大 D 以上说法都不对 4 甲 乙两个集装箱质量相同 用起重机将甲集装箱以 0 5m s 的速度提升 10m 再将乙 集装箱以 1m s 的速度提升到相同的高度 那么起重机 A 第一次做功多 功率大 B 第二次做功多 功率大 C 两次做功一样多 功率一样大 D 两次做功一样多 第二次功率大 5 体重相同的甲 乙两同学沿同一个竹竿进行爬竿比赛 甲从地面爬到竿顶用了 16s 乙从地面爬到竿顶用了 12s 则甲 乙两人爬竿时做的功和功率之比分别为 A 4 3 4 3 B 1 1 3 4 C 1 1 4 3 D 无法确定 6 甲 乙两人从一楼到三楼进行爬楼比赛 已知甲 乙两人的重力之比为 5 比 6 所花 时间之比为 9 比 10 则甲 乙两人爬楼功率之比是 A 25 比 27 B 6 比 5 C 10 比 9 D 27 比 25 7 推土机甲的功率比推土机乙的功率大 以下说法正确的是 A 推土机甲做的功比推土机乙多 B 推土机甲做的功比推土机乙少 C 推土机甲做的功可以与推土机乙一样多 D 以上说法都不对 三 计算题 1 小明同学用水平拉力使重为 100N 的物体以 0 5 米 秒的速度沿直线匀速前进 已知物 体与地面间的摩擦力是 20N 求 1 在 1 分钟内拉力对物体做了多少功 2 拉力的功率多大 2 一列火车以 40m s 的速度在平直轨道上匀速行驶 整