初二物理：11-3功、功率

1、观察下面图片，找出他们的共同点：观察下面图片，找出他们的共同点：从上面图片信息可以看出：从上面图片信息可以看出： 他们都对物体施加了力，使他们都对物体施加了力，使物体从一个地方移动到另一个物体从一个地方移动到另一个地方，这些过程需要地方，这些过程需要推、拉、推、拉、搬、提搬、提等，那在物理学中如何等，那在物理学中如何来描述这个过程呢？来描述这个过程呢？将货物提高将货物提高拉小车前进拉小车前进马拉原木向前马拉原木向前FF有成效有成效F马拉车前进马拉车前进 物理学中的物理学中的“功功”吸收了一种吸收了一种“贡贡献献”和和“ 成效成效”意思在里面意思在里面.它是指它是指:一、功的定义一、功的定义 一

2、个力作用在物体上一个力作用在物体上,使这使这个物体在力的方向上移动了一个物体在力的方向上移动了一段距离段距离,就说这个力对物体做了就说这个力对物体做了功功做功的两个必要条件做功的两个必要条件（1 1）作用在物体上的力）作用在物体上的力（F F）（2 2）物体在）物体在力的方向力的方向上通过的距上通过的距离离（S S）这两个条件是严格的，缺一不可这两个条件是严格的，缺一不可 ！推着酒桶向上推着酒桶向上人推车前进人推车前进推力做推力做功功拉力做拉力做功功拉力做拉力做功功推力做推力做功功马拉动原木马拉动原木用叉车举高货物用叉车举高货物直升机吊起架电线的铁塔直升机吊起架电线的铁塔 举重运动员将杠铃举过

3、头顶举重运动员将杠铃举过头顶工人用滑轮提升重物工人用滑轮提升重物三种有趣的情况三种有趣的情况例：用力推讲台例：用力推讲台, ,讲台没被推动，人讲台没被推动，人对讲台有力的作用吗？人做功了吗？对讲台有力的作用吗？人做功了吗？情况情况1 1：=没有做功没有做功（劳而无功）（劳而无功）例：当你提着一桶水静止不动，你例：当你提着一桶水静止不动，你做功了吗？做功了吗？搬而不动搬而不动拉而不动拉而不动FF没有在力的方向上通过一段距离没有在力的方向上通过一段距离运动员举着杠铃不动运动员举着杠铃不动用力搬石头没搬动用力搬石头没搬动举力没做举力没做功功推力没做推力没做功功搬的力没做搬的力没做功功用力推石头没推动

4、用力推石头没推动有力，但是在力的方向上通过的距离有力，但是在力的方向上通过的距离为零，力对物体没做功为零，力对物体没做功注注意意例3：用脚踢出足球，球在地面上滚动，球滚动过程中，人对球做功了吗？情况情况2 2：= 没有做功没有做功三种有趣的情况三种有趣的情况（不劳无功）（不劳无功）冰柱在光滑的冰柱在光滑的冰面上滑动冰面上滑动例例4:冰柱滑动是冰柱滑动是由于惯性由于惯性 用脚踢出足球，球用脚踢出足球，球在空中运动时，人对在空中运动时，人对球做功了吗？球做功了吗？ 物体由于惯性运动，力对物体由于惯性运动，力对物体不做功物体不做功为啥呢为啥呢 ：没有（垂直无功）（垂直无功）情况情况3 3：例5：人推

5、着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？例6：人提一桶水沿水平方向前进，人对桶的提力做功了吗？F F没有做功没有做功三种有趣的情况三种有趣的情况S 提箱子在水平路面上匀速前进，提箱子在水平路面上匀速前进，提箱提箱子的力做功吗？子的力做功吗？FF7SF如果如果F F 跟跟S S 方向方向互相垂直，力互相垂直，力不做功不做功 两人提着一桶水在水平路面上行走两人提着一桶水在水平路面上行走不做功的三种情况情况情况1 1：= =劳而无功。劳而无功。情况情况2 2：= =不劳无功。不劳无功。情况情况3 3：垂直无功。垂直无功。 下列情况中，下列情况中，人有没有对皮箱人有没有对皮箱做功：做功：（1

6、 1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起（3 3）人用力提着皮箱站在原地不动）人用力提着皮箱站在原地不动（2 2）人再一次用力把箱子提起）人再一次用力把箱子提起（4 4）人提着箱子在水平路面上走了）人提着箱子在水平路面上走了5050米米（5 5）人提着箱子站在水平匀速行驶的汽车上）人提着箱子站在水平匀速行驶的汽车上（6 6）人把箱子放在电梯上）人把箱子放在电梯上, ,电梯从电梯从1 1楼上楼上升到升到1010楼楼考考你考考你2 2：（7 7）人提着箱子上楼）人提着箱子上楼 起重机先将重物提高起重机先将重物提高S S1 1， 再水平移动距离再水平移动距离S S

7、2 2， 起重机在哪个阶段对重物起重机在哪个阶段对重物做了功？做了功？S1S2F人用力将足球踢出去的过程中，人用力将足球踢出去的过程中，人对足球是否做功？人对足球是否做功？足球踢出后在空中飞行了足球踢出后在空中飞行了1010米米, ,在此过程中，人对足球是否做在此过程中，人对足球是否做功？功？做了功做了功没做功没做功 1 1、搬运工在平地、搬运工在平地上行走，他对货物上行走，他对货物向上的支持力对货向上的支持力对货物做功吗物做功吗？ 2 2、此人扛着货物、此人扛着货物上楼，他对货物向上楼，他对货物向上的支持力对货物上的支持力对货物做功吗？做功吗？没做功没做功做了功做了功二、功的计算：二、功的计

8、算：sF F1 1、功的定义：力与在力的方向上移动的距离、功的定义：力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。（的乘积叫做功。（功功= =力力距离）距离）2 2、功的计算公式：、功的计算公式： W=FsFF力力牛顿（牛顿（N N）ss距离距离米（米（m m）WW功功牛顿牛顿米，简称牛米，简称牛米，符号是米，符号是N Nm.m.其专门名称是其专门名称是“焦耳焦耳”简称简称“焦焦”，符号是，符号是“J J”1J =1Nm1J =1Nm 作用物体上作用物体上1N1N的力使物体在力的的力使物体在力的方向上通过的距离方向上通过的距离1m1m时时，这个力对，这个力对物体所做的功为物体所做的功为1J1J1J

9、=1Nm1J =1Nm“1J”的物理含义：的物理含义：注意几点：注意几点：是英国物理学家。是英国物理学家。18181818年年1212月月2424日生于索尔福。他日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学，在家跟从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学，对实验特别欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。自学成才的杰出

10、的科学家。焦耳最早的工作是电学和磁焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。热转化的实验研究。18661866年年由于他在热学、电学和热力由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。皇家学会柯普莱金质奖章。 知道知道1J1J的大小，及一些力做功的的大小，及一些力做功的估计值？估计值？将两个鸡蛋举高将两个鸡蛋举高1m1m，做功约，做功约1J1J将一袋将一袋10kg10kg的大米从地的大米从地面扛到肩上，面扛到肩上，做功约做功约150J150J体重为体重为600N600N的某学生从一的某学生从一楼走

11、到二楼，做功约楼走到二楼，做功约1800J1800J将一瓶将一瓶500mL500mL的矿泉水从的矿泉水从地上拿起，地上拿起，做功约做功约10J10J牛牛. .米（米（N Nm m）是功的单位，可写成焦耳）是功的单位，可写成焦耳（J J）；而在学习杠杆平衡条件）；而在学习杠杆平衡条件F F1 1L L1 1 F F2 2L L2 2时，时，力和力臂的乘积也可以是力和力臂的乘积也可以是牛牛. .米（米（N Nm m），但不），但不能写成焦耳（能写成焦耳（J J）。）。 “功功”和和“力与力臂的力与力臂的乘积乘积”是两个完是两个完全不同的物理量，具有完全不同的物理意义，全不同的物理量，具有完全不同的

12、物理意义，区别是：区别是： 功的单位是由功的单位是由力的单位力的单位乘以乘以在力的方向上在力的方向上的距离的单位的距离的单位得来的；杠杆平衡条件中的力和得来的；杠杆平衡条件中的力和力臂乘积的单位，是力臂乘积的单位，是力的单位力的单位乘以乘以垂直于力的垂直于力的方向上距离的单位方向上距离的单位得来的。得来的。计算时，要具体明确是计算时，要具体明确是哪个力对哪个力对哪个物体做功哪个物体做功或是或是哪个施力物体对哪个施力物体对哪个受力物体做功哪个受力物体做功。公式中的公式中的“F F是作用在物体上的是作用在物体上的力；力；S S是物体在力是物体在力F F作用下在力的方作用下在力的方向上通过的距离向上

13、通过的距离” ，这句话应引，这句话应引起重视，否则计算功时容易出错。起重视，否则计算功时容易出错。（例题见后）（例题见后）（注：容易错误认为重力做功为（注：容易错误认为重力做功为 W=GS=2000N W=GS=2000N5m=15m=110104 4J J。）。） 例例1 1： 人用人用600N600N的力拉着重为的力拉着重为2000N2000N的车子的车子沿水平方向前进沿水平方向前进m m，求：（，求：（1 1）人所做的功多）人所做的功多大？（大？（2 2）重力对车做的功多大？）重力对车做的功多大？牛刀小试：人用牛刀小试：人用800N800N的力拉着重的力拉着重5000N5000N车子沿水

14、平方车子沿水平方向前进向前进m m，人对车所做的功，人对车所做的功 J J，重力对车，重力对车做功做功 J J。40000解：（解：（1 1）人的拉力做功为，）人的拉力做功为，（2 2）因重力）因重力G G与水平移动距离垂直，故重力对与水平移动距离垂直，故重力对车不做功（或做功为车不做功（或做功为0 0）W=FS600N5m=3000J 再如再如 人用沿水平方向人用沿水平方向500N500N的力的力拉拉着着重为重为2000N2000N的车子沿的车子沿水平方向水平方向前进前进m m，求人所做的功。求人所做的功。解：解：W=FSW=FS2000N2000N5m=10J5m=10J（）解：解：W=F

15、S=500NW=FS=500N5m=2500J5m=2500J（）W=FSW=FS中的力中的力F F，是使物体沿力，是使物体沿力F F方向移动方向移动距离距离S S的过程中，始终都作用于物体上，其大的过程中，始终都作用于物体上，其大小和方向始终是不变的。小和方向始终是不变的。例例2 2：某同学用：某同学用50N50N的力，将重的力，将重10N10N的足球踢出的足球踢出去去15m15m远，该同学对足球做功（远，该同学对足球做功（ ）A.750JC.150JB. .没有做功没有做功D.做了功，但条件不足，无法判断做了功，但条件不足，无法判断追问：追问：若上题改为，在若上题改为，在足球滚动过程中足球

16、滚动过程中，同，同学对足球做功，则应该选学对足球做功，则应该选（ ）DB做功的多少只由做功的多少只由W=FSW=FS决定，跟决定，跟物物体是做匀速直线运动体是做匀速直线运动，还是，还是变速直变速直线运动线运动无关、还与无关、还与粗糙程度粗糙程度等无关。等无关。（例题见后）（例题见后）ABCA、W1=W2 B、W1W2 C、 W1w手手。 既然使用任何机械都不省功，既然使用任何机械都不省功，那人们为什么还要使用各种机那人们为什么还要使用各种机械呢？械呢？（答：因为有的机械可以（答：因为有的机械可以省力省力；有的；有的机械可以机械可以省距离省距离；有的机械可以；有的机械可以改变改变力的方向力的方向

17、以及以及使用方便使用方便等好处。）等好处。）LFhG四、功的原理的应用：斜面四、功的原理的应用：斜面（或或 F=Gh/L） 因因L Lh h 有有F FG G，即，即使用斜面可省力使用斜面可省力。LFhG斜面长斜面长L L是斜面高是斜面高h h的几倍，沿斜面向上的几倍，沿斜面向上所用的推力所用的推力F F就是物重就是物重G G的几分之一。的几分之一。例例3 3、使用机械时，下列哪些目的不、使用机械时，下列哪些目的不能实现（能实现（ ） A A、可以省力、可以省力 B B、可以省距离、可以省距离 C C、可以省功、可以省功 D D、可以改变力的方向、可以改变力的方向D例例4 4、一个人用三种方法

18、搬起一块大、一个人用三种方法搬起一块大石头，直接用手搬、用撬棒、用滑石头，直接用手搬、用撬棒、用滑轮组搬起的高度相同（不计摩擦和轮组搬起的高度相同（不计摩擦和机械自重），则（机械自重），则（ ） A. A.直接用手时功最少直接用手时功最少 B. B.用滑轮组做的功最少用滑轮组做的功最少 C. C.用撬棒做的功最少用撬棒做的功最少 D. D.三种做功一样多三种做功一样多 D1 1在下列几个实例中，力对物体没在下列几个实例中，力对物体没有做功的是有做功的是 （ ） A A、吊车的拉力使重物上升、吊车的拉力使重物上升 B B、工人的推力使车前进、工人的推力使车前进 C C、推力使火箭升空、推力使火箭

19、升空 D D、人施提力使重物水平前进、人施提力使重物水平前进D2.2.在下列几种情况中，力对物体做功在下列几种情况中，力对物体做功的是的是( )( ) A A、冰球在光滑的冰面上匀速滑动、冰球在光滑的冰面上匀速滑动 B B、小孩用力推箱子，箱子未被推动、小孩用力推箱子，箱子未被推动 C C、学生背着书包站在水平公路上匀、学生背着书包站在水平公路上匀速行驶的汽车上速行驶的汽车上 D D、清洁工把一桶水从地上提起、清洁工把一桶水从地上提起D3 3李阳同学用李阳同学用100N100N的力踢一个重为的力踢一个重为6N6N的足球，球离开脚后在水平草地上的足球，球离开脚后在水平草地上向前滚动了向前滚动了2

20、0m20m。在球滚动的过程中，。在球滚动的过程中，李阳同学对足球做的功是（李阳同学对足球做的功是（ ） A A2000J B2000J B600J 600J C C1 20J D1 20J D0J 0J D4 4小刚在家搞卫生时，用小刚在家搞卫生时，用20N20N的水平推的水平推力把重力把重100N100N的沙发匀速推动了的沙发匀速推动了2m2m，则在，则在此过程中推力所做的功是（此过程中推力所做的功是（ ）A A240J B240J B200J 200J C C0J D0J D40J40J5 5如果你将掉在地上的物理课本捡起如果你将掉在地上的物理课本捡起来放回课桌上，所做的功最接近（来放回课

21、桌上，所做的功最接近（ ） A A0.02J B0.02J B0.2J 0.2J C C2J D2J D20J20J DC6 6_叫做功率，它的公式叫做功率，它的公式是是_，功率的单位是，功率的单位是_。7 7功率功率70W70W表示什么物理意义？功率表示什么物理意义？功率70W70W和和450W450W功率哪个大？做功哪个快？做功哪个多？功率哪个大？做功哪个快？做功哪个多？单位时间内物体做的功单位时间内物体做的功答：答：功率功率70W70W表示表示机械在机械在1s1s内做了内做了70J70J的功的功450W比比70W功率大，做功快功率大，做功快450W W450J J/s s，70W W70

22、J J/s swP=W/t8 8、使用机械做功时，下面说法正确的、使用机械做功时，下面说法正确的是：（是：（ ）（A A）功率大的机器一定比功率小的机）功率大的机器一定比功率小的机器做功多；器做功多；（B B）功率大的机器一定比功率小的机）功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少；器做功时间少；（C C）功率小的机器一定比功率大的机）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；器做功慢；（D D）以上说法都不对）以上说法都不对C已知已知：t2min120s W J求：求：P41069 9 、 一 台 机 器 用、 一 台 机 器 用 2 2 分 钟 时 间 做 了分 钟 时 间 做 了6 61010

23、4 4J J的功，这台机器的功率是多的功，这台机器的功率是多少？少？500W120sJ1064tWP答：答：这台机械的功率是这台机械的功率是500W解：解：由由 得得tWP 1010、建筑工地上，水泥板质量为、建筑工地上，水泥板质量为0.7t ,0.7t ,起重起重机在机在15s15s内把它匀速提升到内把它匀速提升到4m4m的高度，起重机的高度，起重机提升重物的功率是多少？提升重物的功率是多少？(g=10N/kg)(g=10N/kg)解：起重机匀速提升重物，拉力等于重力。解：起重机匀速提升重物，拉力等于重力。F=G=mg=700kg10N/kg=7000N物体在拉力的方向上移动的距离是物体在拉

24、力的方向上移动的距离是 s=4m起重机所做的功是起重机所做的功是W=Fs=7000N4m=2.8104J起重机的功率是起重机的功率是P=W/t=2.8104J/15s=1900w1 1、体重、楼层高度、上楼时间。、体重、楼层高度、上楼时间。2 2、体重计、卷尺、秒表。、体重计、卷尺、秒表。3、P=Gh/t=mgh/t讨论讨论1111、在、在“比一比谁的功率大比一比谁的功率大” ” 的的比赛中，某同学从一楼跑到三楼比赛中，某同学从一楼跑到三楼用了用了1010秒，则他上楼过程中的功秒，则他上楼过程中的功率约是（率约是（ ） A A、3 3瓦瓦 B B、3030瓦瓦 C C、300300瓦瓦 D D

25、、30003000瓦瓦C 1212、 汽车的牵引力是汽车的牵引力是1000N,1000N,以以40m/s40m/s的速的速度匀速行使度匀速行使100s.100s.求：求： （1 1）汽车的在）汽车的在100s100s内所做的功？内所做的功？ （2 2）汽车的功率是多少？）汽车的功率是多少？解解:（1）t = 40m/s40m/s 100s 100s4000m4000mJmW61040001000（）（）40001001046st思考：如果不知道时间思考：如果不知道时间100s,100s,能计算功率吗？能计算功率吗？（能，用（能，用P=FVP=FV来求解。）来求解。）1313、功率相等的甲乙两辆

26、汽车，在、功率相等的甲乙两辆汽车，在相等时间内，甲、乙两车通过的距相等时间内，甲、乙两车通过的距离之比是离之比是2 2：1 1，则：（，则：（ ）A A牵引力之比为牵引力之比为1 1：2 2 B B做功之比为做功之比为1 1：2 2C C速度之比为速度之比为1 1：2 2 D D做功之比为做功之比为2 2：1 1A1414、功率为、功率为20kW20kW的小汽车，以的小汽车，以10m/s10m/s的速度在水平公路上匀的速度在水平公路上匀速行驶，则小汽车受的摩擦速行驶，则小汽车受的摩擦阻力是阻力是 N N。20001515、如图所示的是甲、乙两物体做功与所用、如图所示的是甲、乙两物体做功与所用时

27、间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体时间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体做功功率做功功率P P甲甲、P P乙乙的大的大小关系是（小关系是（ ） A AP P甲甲PP乙乙 B BP P甲甲=P=P乙乙 C CP P甲甲PP乙乙 D D无法判断无法判断tw甲甲乙乙A 16.16.如图所示，物体如图所示，物体A A的质量为的质量为10kg10kg，在拉力，在拉力F F的作用下，物体以的作用下，物体以0.4m/s0.4m/s的速度在水平面上的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为10N10N，不计滑轮重和摩擦，求：不计滑轮重和摩擦，求：（1 1）10s10s内拉力做的功；内拉力做的功；（2 2）拉力的功率。）拉力的功率。答案：答案：