下载文档原格式
在八年级下册物理课程中，第十一章第一节的内容是关于功的讲解。
功是物体受力作用下发生的能量转化过程，是物体对外界做功的表现。
在这篇文章中，我将深入探讨功的概念和相关知识，帮助你全面理解这一物理学的重要内容。
1. 什么是功在物理学中，功通常用来描述物体受力作用下的能量转化过程。
当一个力对物体做功时，物体的能量发生了变化。
在力的作用下，物体的位置、速度或形状发生变化，这种变化所表现出来的能量转化过程就是功。
2. 功的计算公式在物理中，功的计算公式是：\[W = F \cdot s \cdot \cos\theta\]其中，W代表功，F代表力的大小，s代表物体受力移动的距离，\(\theta\)代表力和位移方向的夹角。
这个公式告诉我们，力的大小、作用距离和方向都对功产生影响。
3. 功的单位和量纲功的单位是焦耳（J），国际单位制中的量纲是\[ [W] = ML^2T^{-2} \]这里的M代表质量，L代表长度，T代表时间。
这说明功的量纲是质量乘以长度的平方除以时间的平方。
4. 功的正负和能量转化当力和位移方向相所做的功是正功，表示能量是外界传递给物体的；当力和位移方向相反时，所做的功是负功，表示能量是外界由物体传递给外界的。
这表明了功和能量转化之间的密切关系。
5. 功率功率是描述物体做功效率的物理量，常用单位是瓦特（W）。
功率的计算公式是\[P=\frac{W}{t}\]其中，P代表功率，W代表功，t代表时间。
这意味着功率越大，单位时间内做的功就越多，效率就越高。
6. 个人理解从我的学习和教学经验来看，功是物理学中非常重要的概念之一。
通过对功的深入理解，可以更好地理解物体在受力作用下的能量转化过程，也可以更好地理解机械能守恒定律、功率和机械效率等内容。
对功的理解是物理学学习的重要一步。
总结回顾，通过本文的阐述，我们对功的概念、计算公式、单位和量纲、正负和能量转化、以及功率等内容有了比较全面的了解。
通过深入理解这些内容，我们也能更好地应用这些知识来解决实际问题，为我们今后的学习和生活提供帮助。
第十一章功和机械能第2节功率知识点1:怎样比拟做功的快慢比拟做功快慢的三种方法:1在做功时间一样时,比拟做功的多少,做的功越多,做功越快2在做功一样时,比拟所用时间的多少,用的时间越少,做功越快3做功的多少和所用的时间都不同时,比拟功与时间比值的大小,比值越大,做功越快【例】如图1所示,表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是:做功时间一样,比拟 ;另一种判断方法是一样,比拟。
图1答案：做功多少;做功;时间长短点拨：判断做功快慢的两种方法:(1)做一样的功,比拟所用时间的长短;(2)在一样的时间内,比拟做功的多少。
知识点2:功率概念功与时间之比叫做功率。
这种下定义的方法叫比值定义法单位及物理意义国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW);1 kW=1 000 W1 W的物理意义:在1秒钟内物体做的功是1焦公式P=当P一定时,W与t成正比,即=W=Pt当t一定时,W与P成正比,即=t=当W一定时,t与P成反比,即=W表示功,单位是J;P表示功率,单位是W;t表示时间,单位是s拓展延伸P=Fv:推导过程如下:P====Fv。
根据此公式可知:当功率一定时,力和速度成反比,所以需要用较大的力做功时,必须减小运动速度,例如挖掘机挖土时,需要减小挖掘速度,以增大挖掘的动力。
易错警示功率表示做功的快慢,功率大表示做功快;功率小表示做功慢。
对于功率和功的关系要特别注意以下两点:1功率大的物体做功不一定多,因为如果做功的时间很少,做的功也不多2做的功多,功率也不一定大,因为如果有足够长的时间让功率小的物体做功,同样会做大量的功【例】如图2所示,一个质量为45 kg的人,在10 s内连续5次跳上每级高度为0.2 m的台阶,那么此人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg)( )图2A.450 WB.45 WC.5 WD.4 500 W答案：B点拨：人在10秒内升高的高度为h=0.2 m×5=1 m;人的体重G=mg=45 kg×10 N/kg=450 N;克制重力做的功W=Gh=450 N×1 m=450 J;此人的功率:P===45 W。
第一节：功知识点一：功1.定义：如果一个力作用在物体上，且物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
2.功的两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离，两因素缺一不可。
不做功的情况内容实例分析有力无距离有力作用在物体上，但物体没有移动距离。
搬而未起物体在力的方向上没有移动距离（s=0）有距离无力物体运动，但没有对物体施加力的作用。
足球离脚后由于惯性在地面上滚动球滚动的过程中，脚对球没有力的作用（F=0）力与距离垂直有力作用在物体上，物体运动，但物体没有在力的方向上通过一定距离。
背着书包在水平路面上前行拉力竖直向上，移动的距离在水平方向上，二者垂直，书包在竖直方向上没有移动距离要点解读：1：判断力是否做功的方法：①判断力做功的两个必要因素是否同时存在。
②看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力，有力无距离，有力有距离但力的方向与物体移动方向垂直。
2.力对物体做功，并非物体一定要沿力的方向运动，只要物体运动方向与力的方向不垂直即可。
例一:下列四种情景中，人对物体没有做功的是（）A：向上堆积物体B：推车推物体C：抽出中间的物体D：背着物体前进解析：A、向上堆积物体，对物体有向上的力，物体在这个力的方向上通过一定的距离，对物体做了功，故A不符合题意;B、利用推车推物体，对物体有向前的力，物体在这个力的方向上通过一定的距离，对物体做了功，故B不符合题意;C、抽出中间的物体，对物体有向后的拉力，物体在这个力的方向上通过一定的距离，对物体做了功，故C不符合题意;D、背着物体前进，对物体有向上的力，但沿水平方向前进，在对物体施加力的方向没有通过距离，没有对物体做功。
故D符合题意。
故选:D。
知识点二：功的计算1.计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积，即W=Fs。
2.符号的意义及单位W表示功，单位是焦耳，简称焦（J），1J=1N·m;F表示力，单位是牛顿（N）；s表示距离，单位是米（m）。
功与机械能”基础必背■■ II. t.... ————■■…■ B皿■V"考点-功1.功的认识：如果一个力作用在物体上物体在这个力的方向上移动了距离，就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必耍因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在力的方上移动的距离。
3.不做功的三种情况：①物体受到力的作用，但不运动（劳而无功）；②物体没冇受到力，但由于惯性运动了一段距离；③物体受到力的作用，但力的方向与物体运动方向垂直，该力対物体运动没有贡献。
4.功的计算：力学中，功等于力少物体在力的方向上移动的距离的乘积。
5.计算公式:W=Fs,尸表示力，单位是N； s表示沿力的方向移动的距离，单位是m；伊表示功，单位是焦耳，简称焦，符号是J。
*考点.：功率1.功率的定义：功与做功所用时间Z比叫做功率。
2.功率的物理意义：在物理学屮，用功率表示做功的快慢。
它在数值上等于单位时间所做的功。
3.表达式：P=W/t, Jf表示某个力做的功，单位是J；广表示做这些功所用的时间，单位是s；尸表示这个力做功的功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W,比瓦大的单位还有千瓦（kW）。
4.单位换算：1 kW=1000Wo5.公式推导：当物体在力F的作用下，以速度y匀速运动吋，由*=Fs可得二Fs/t=Fvt/t二刊。
V考点三动能和势能1.能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能屋，简称能•能量的单位是焦耳；一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能屋越人。
2.动能定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能；一切运动的物体都具有动能。
3.影响动能因素：与物体的质量和速度冇关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质最越人，它的动能也越人。
4.势能分类：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
5.重力势能定义：在地球表面附近，物体由于被举高所具冇的能，叫做重力势能。
6.影响重力势能因素：与物体的质暈、高度有关，物体的质量越人，高度越高，它具有的重力势能就越大。
功和功率做功一个力作用在物体上, 使这个物体在力的方向上移动了一段距离, 就说这个力对物体做了功.功的定义在物理学里中, 把力(F或G)与物体在力的方向上通过的距离(s或h)的乘积称为机械功, 简称功.做功的两个必要因素1. 做功的两个必要因素:① 作用在物体上的力② 物体在这个力的方向上通过的距离.☆ 做功的两个因素必须都有, 缺一不可, 否则就没有做功.2. 力对物体不做功的情况, 可分为以下三种情况:① 物体受到力的作用但没有通过距离. (无距无功)② 物体不受外力, 由于惯性而运动的物体. (无力无功)③ 物体通过的距离跟它受力的方向垂直. (垂直无功)做功没有做功【例1】关于功的概念, 下列说法正确的是 ( )A. 只要有力作用在物体上, 力就对物体做功B. 物体只要移动了距离, 就有力对它做了功C. 只要有力作用在物体上, 物体在力的方向上又移动了距离, 则这个力对物体做了功D. 有力作用在物体上, 物体又移动了距离, 这个力就一定对物体做了功【答案】C【例2】如图所示的四种情景中, 物体所受重力对物体做功的是 ( )【答案】D【例3】已知甲物体在光滑的水平面上运动, 乙物体在粗糙的水平面上运动, 现用相同的水平推力, 分别使甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离, 两推力所做的功分别是W甲和W乙, 则 ( )A. W甲＞W乙B. W甲＜W乙C. W甲＝W乙D. 无法确定【答案】C【解析】计算功的大小一定要清楚求的是哪个力做的功, 由于两次作用力和物体在力的方向上移动的距离都相同, 由功的计算公式W Fs=知道, C选项正确.【例4】如图所示, 两个滑梯高度相等, 如果小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面, 小玲所受重力做功分别为W1和W2, 则下列说法正确的是 ( )A. W1＞W2B. W1＜W2C. W1=W2D. 无法比较【答案】C【解析】无论小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面, 小玲的重力不变, 滑梯的高度不变, 由W=Gh可知, 小玲两次重力做的功相等, 故W1=W2. 故选C.【例5】某商场扶梯的高度是5m, 扶梯长7m, 小明体重为600N. 扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功 J.【答案】3000【解析】600N5m3000J==⨯=, 本题考查了对功的计算公式的理解.W Gh☆ 趣味拓展:1. 请你估算一名中学生从一楼爬到六楼需要克服重力做多少功呢?分析: 先要估算中学生体重; 再估算每层楼高大约3m.从一楼爬到六楼实际上只爬了5层.2. 一名中学生原来躺在地上, 后来站起来, 他克服自己重力做功约为多少?【例6】用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体, 两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示, 由图可知, 甲、乙两个力的大小关系是 ( )A. F甲＞F乙B. F甲＜F乙C. F甲=F乙D. 条件不足, 无法判断【答案】A【例7】一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m, 拉力撤销后, 物体由于惯性又前进了10m. 若拉力做的功为500J, 则拉力的大小为 N.【答案】20【例8】重为1000N的小车, 在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m, 小车所受阻力为车重的0.3倍, 则拉力对小车做的功为_________J; 小车的重力做的功为______J.【答案】3000;0【解析】0.30.31000N=300NF GW Fs==⨯=.==⨯, 300N10m3000J由于小车在重力的方向上没有通过距离, 因此重力没有做功.【例9】一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车, 行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍, 货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104 N.(1) 求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2) 求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时, 10s内货车牵引力做的功.【答案】(1) 2.5×103N (2) 2.5×105N【例10】如图所示, 长为a=40cm, 高为h=20cm, 重为G=80N的长方体放在水平桌面上, 开始时长方体的右端与桌面的边缘相齐. 现从侧面中心加水平力推长方体, 使之匀速运动, 若长方体与桌面间的滑动摩擦力是物重的0.2倍, 那么从开始至长方体下翻, 水平力做功为 ( )A. 2.56JB. 2.88JC. 3.20JD. 6.40J【答案】C做相同的功, 所用的时间不同用相同的时间, 所做的功不同物理意义: 表示物体做功快慢的物理量功跟完成这些功所用时间的比值W【例11】(多选) 关于功和功率的说法正确的是 ( )A. 做功快的机器, 它的功率一定大B. 做功多的机器, 它的功率一定大C. 做功多并且用的时间长的机器, 它的功率一定大D. 做功相同, 所用时间短的机器功率一定大【答案】A D【例12】建筑工地常用来搬动砖块的机械有滑轮组和起重机两种. 观察图可以得出: 在相等的内, 滑轮组比起重机做的少.【答案】时间功【例13】小明和爸爸一起登山, 登到山顶时, 小明用了20min, 爸爸用了25min, 爸爸体重是小明的1.5倍, 则小明和爸爸登山的功率之比为 ( )A. 5:6B. 6:5C. 15:8D. 8:15【答案】A【解析】1112121122212112255 :1.5206Wt W t G ht GP PW W t G ht Gt⨯=====⨯【例14】杨飞同学骑着一辆普通自行车, 在平直公路上以某一速度匀速行驶. 若他和车所受的阻力为20N, 则通常情况下, 杨飞骑车时消耗的功率最接近 ( )A. 1WB. 10WC. 100WD. 1000W【答案】C【解析】自行车车速约为5m/s, 因为是匀速行驶, 所以20NF f==20N5m/s=100WP Fv==⨯.☆ 估算: 中学生爬楼的功率大约为多少呢?500N 3m 75W 20sW mgh P t t ⋅====【例15】 建筑工地上, 水泥板质量为0.6t, 起重机在15s 内把它匀速提升到4m 的高度, 起重机提升重物的功率是多少? 【答案】31.610W ⨯ 【解析】 30.61000kg 10N/kg 4m1.610W 15sW Fs mgs P t t t ⨯⨯⨯=====⨯【例16】 平直公路上的甲、乙两辆汽车, 在相同牵引力作用下匀速行驶, 如果在相同时间内通过的路程之比为3:2, 则甲与乙 ( )A. 牵引力做功之比为2:3B. 牵引力做功之比为3:2C. 牵引力的功率之比为1:1D. 汽车所受的阻力之比为3:2【答案】 B【解析】 做功之比为111222:3:2Fs s W W Fs s === 功率之比为121212:::3:2W W P P W W t t=== 汽车匀速直线运动, 故牵引力等于阻力, 则阻力之比为1:1.【例17】 甲、乙两功率相同的汽车匀速行驶在平直的公路上, 在相等的时间内通过的路程之比为:3:1s s =甲乙. 则 ( )A. 两车所受的牵引力之比为F 甲: F 乙=1: 3B. 两车所受的牵引力之比为F 甲: F 乙=3: 1C. 两车做功之比为W 甲: W 乙=3: 1D. 两车做功之比为W 甲: W 乙=1: 3【答案】 A(1) 甲、乙两车功率相同, 根据W =Pt 则在相等的时间内做的功相等即W 甲: W 乙=1: 1(2) 做功之比W 甲: W 乙=1: 1, 通过的路程之比为s 甲: s 乙=3: 1 根据WF S=则两车所受的牵引力之比为F 甲: F 乙=1: 3. 故选A.【例18】 电动自行车轻便、安全、无污染, 很受人们喜爱. 某同学在双休日骑电动自行车到连岛海滨观光, 途经全长7000m , 被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大坝. 若电动自行车以18km/h 的速度匀速行驶, 其牵引力的功率为150W . 求:(1) 该同学通过大堤全程所需的时间;(2) 电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功; (3) 电动自行车的牵引力.【答案】 (1) 自行车的速度18km/h 5m/s v =＝由s v t=得, 通过大堤所需的时间37000m 1.410s 5m/s s t v ===⨯.(2) 牵引力所做的功35150W 1.410s 2.110J W Pt ==⨯⨯⨯＝.(3) 自行车的牵引力52.110J30N 7000mW F s ⨯===.【例19】 如图所示, 用一动滑轮用把100N 的砂子匀速提高到3m 高处, 作用在绳子末端的拉力为60N, 用时0.5min, 则绳子移动距离为 m, 拉力做功为 J, 拉力做功的功率为 .【答案】 9; 540; 18W【例20】 如图所示, 体重为550N 的人站在水平地面上拉绳子, 使重物以0.5m/s的速度匀速上升5m. 已知动滑轮重力为50N, 被提升重物的重力为750N. (不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) 则:(1) 此时自由端人的拉力大小为 N, 人对地的压力大小为 N,人拉绳子的速度为 m/s .(2) 此人做的功为 J, 功率为 W.【答案】 (1) 400 ; 150; 1 (2) 4000; 400【例21】 如图所示, 建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶, 动滑轮重为20N , 不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m . 求: (1) 泥桶上升的高度; (2) 拉力做的功.【答案】 (1) 泥桶上升的高度6m2m 3s h n ===.(2) 拉力做功: 1()80N3F G G =+=动物,80N 6m 480J W Fs ==⨯=.【例22】 如图所示, 在水平拉力F 的作用下, 使物体沿水平面作匀速直线运动, 若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计, 已知物体与地面间的摩擦力为5N, 物体运动的速度为2m/s, 则拉力做功的功率大小为 ( )A. 5WB. 10WC. 15WD. 20W【答案】B【例23】如图所示, 重为80N的物体A, 在大小为10N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直线运动, 经过2秒, 物体A在水平面上向左移动了60cm的距离, 滑轮与绳子质量不计, 滑轮与绳子之间摩擦不计. 则下列结论正确的是 ( )A. 物体运动的速度为30m/sB. 物体与地面之间的摩擦力为20NC. 拉力F的功率为3WD. 拉力F做的功是300J【答案】B【例24】小淏站在地面上, 用如图所示的滑轮组提升重力为500N的重物A. 已知每个滑轮重力为50N, A匀速上升的速度为1m/s. 则人对自由端拉力F的功率大小为多少? 2s内拉力F做功为多少? 此时, 天花板对定滑轮向上的拉力大小为多少? (不计绳重及轮与轴之间的摩擦)【答案】600W 1200J 850N【解析】1(24m/s600W4AP Fv G G==+⨯=轮）W=Pt=600W×2s=1200J525150N100N850N F F G=+=⨯+=天花板轮【练1】下列情景中, 关于做功的叙述正确的是 ( )A. 人没有推动汽车, 人的推力对汽车做了功B. 马拉车前进, 马的拉力对车做了功C. 起重机吊着重物静止在空中, 起重机对重物做了功D. 踢出去的足球在地面上滚动, 滚动过程中脚对足球做了功【答案】B【练2】小刚在家搞卫生时, 用20N的水平推力把重100N的沙发匀速推动了2m, 则在此过程中重力所做的功是 ( )A. 40JB. 200JC. 0JD. 240J`【答案】C【练3】在甲、乙两图中, 甲图地面粗糙、乙图地面光滑. 质量分别为m, 2m的两个物体在大小为F的恒力作用下, 在力的方向上前进了相同的距离, 则下列结论正确的是 ( )A. 甲图中F做的功小于乙图中F做的功B. 甲图中F做的功等于乙图中F做的功C. 甲图中F做的功大于乙图中F做的功D. 条件不足, 无法确定甲、乙图中F做的功谁大【答案】B【练4】下列说法正确的是 ( )A. 机械效率越高的机械做功越快B. 机械效率越高的机械做功越多C. 功率越大的机械做功越快D. 功率越大的机械做功越多【答案】C【练5】某工人在水平地面上, 用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体, 使它沿水平方向移动10m, 该过程中工人所做的功是 J, 水平推力的功率是W.【答案】5000 50汽车发动机的功率与速度、档位的关系汽车从起步、到提速、到行驶一直到极速, 都是一个发动机与变速箱配合的关系.汽车的功率是指发动机气缸在单位时间内所做的功, 单位是kW(千瓦). 还有一个重要数据你没有列上, 就是扭矩, 是指发动机在单位转动内驱动力的值, 单位是N/m(牛顿/米), 而发动机的扭矩才是汽车提速能力的体现.简单说, 功率的大小决定了汽车能跑多快, 而扭矩的大小决定了车的加速能力.而变速器的档位是控制发动机驱动汽车的变速比. 在变速比较低的情况下, 发动机做功驱动汽车的能力非常直接, 适用于起步和提速. 在变速比较高的情况下,发动机做功驱动汽车的能力更持久, 适用于高速行驶状态. 这就是为什么汽车的前进档要分4个或5个档位, 高性能跑车要6个甚至8个档位, 就是为了充分发挥发动机的潜力, 将变速箱的档位比设置的更为合理, 从而在加速能力和极速上取得一个相对平衡的状态, 以上就是原理.下面打一个很简单而又能说明问题的例子. 你骑过带变速功能的自行车吧(弯把的比赛用自行车, 右面车把上带变速调节), 你在骑自行车的过程当中, 要不断的调节变速, 来取得不断的加速能力. 人骑在上面, 人的腿就相当于发动机, 车把上面的变速调节器就是档位, 而在后轮上的大大小小的齿轮就是变速器了. 把传动链调在最大的后齿轮上, 作用力最直接, 相当于汽车的1档, 你会骑得非常省力, 但却跑不快; 然后调到稍小一点的齿轮上, 你会觉得骑得稍费点力, 但提速非常快, 这就相当于汽车的1档; 然后调到最小的齿轮上, 你骑着会更费力, 但速度非常快, 这就是汽车的高速档了.如果让你直接用调速器把传动链调到最小的齿轮上, 然后起步骑自行车, 你会。
