功的原理_PPT课件

5.AB两物体叠放在水平面上，A物体在 力 F作用下在B物体上相对滑动， 负 功，f2对B做———— 正 功。 则f1对A做————
f1
A
F
B
S1 S2
f2
ΔS
W1= - fS1
W2= fS2
W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f Δ S
2.滑动摩擦力做功的特点： (1）滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当 然也可以不做功。 (2）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方面： 一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内 能。 (3)一对滑动摩擦力的总功等于 - fΔS 式中ΔS指物体间的相对位移 (4)转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即 W=Q（即摩擦生热）.原因后来再讲 (5）滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往返运动时 等于力和路程（不是位移）的乘积
∴△x=x2-x1=0.41cm.
解二：用图像法
因为阻力F=kx,以F为纵坐标，F方向上的位 移x为横坐标，作出F-x图像，如图(b)， 曲线下面积的值等于F对铁钉做的功. 由于两次做功相等，故有： S1 = S2 (面积)，即： 1/2× kx21=1/2× k(x2+x1)(x2-x1)， 解后有：x2＝ 2 x1=1.41cm.
【解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图 所示.f=mg， f = f′
摩擦力对滑块做的功为:Wm=-f(s+L)=-mg(s+L)， 摩擦力对木板做的功为:WM=f′〃s=mg〃s， 摩擦力做的总功为:W=Wm+WM=-mgL， 转化为内能的大小为:Q=-W=mgL
图6-1-2
【解题回顾】摩擦力是阻力(对滑块)时，它所 做的功是负功；摩擦力是动力(对木板)时，它 所做的功是正功。我们还体会到摩擦力f和f′ 虽然是一对作用力和反作用力，但它们做的功 却不一定相等.

结论
使用任何机械都不省功。 W２≥W１
小结
1 、功的定义：力和在力的方向上移动的距离
的乘积
2、 功的公式：W=FS
3 、单位： W---功---焦耳（J） F---力---牛顿(N) S---距离---米(m)
4、使用任何机械，人们所做的功，都不会小于不用机 械而所做的功，也就是使用任何机械都不省功 ！
3、算出不用机械直接用手做功W1=G h ，用机械所做的功
W2=FS，进行比较可得结论。
（3）实验表格：
砝码重 砝码提 不用机 动力F
G
升高度 械所做
h
的功W1
动滑轮 2N
0.1m 0.2J 1.1N

动力方 向移动 距离S
使用机 械所做 的功W2
0.2m 0.22J
杠杆 4N
0.2m 0.8J 1.2N 0.8m 0.96J
15-1 功
• 一、功
• 22.exe
二、功的原理
• 使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力， 是否在省力的同时也能省功？给你下列器 材，你能设计实验来验证吗？
（1）器材：杠杆、动滑轮、刻度尺、钩码、 细线、弹簧测力计
（2）实验方法：
实验方案:
1、用测力计测出物重G
2、用测力计匀速竖直拉升物体到某一高度，读出拉力F，记录 重物和测力计挂钩移动的距离h和s

公式
$W = mgh$，其中$W$表示重力所做的功， $m$表示物体的质量，$g$表示重力加速度，$h$ 表示高度差。
详细描写
重力做功是指物体在重力的作用下，在重力场中 移动位置所做的功。重力做功的特点是，无论物 体沿何种路径移动，只要高度差相同，重力所做 的功就相同。
实例
一个质量为50kg的物体从地面升高到10米高度， 重力所做的功为$W = mgh = 50 times 9.8 times 10 = 4900J$。
动能定理的应用
动能定理是物理学中一个重要的定理，它表述了合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量 。在解决复杂问题时，动能定理可以提供方便的解题思路。
应用动能定理时，需要注意以下几点：第一，要明确物体的初末速度和合外力所做的功；其次 ，要正确分析合外力，包括重力、弹力、摩擦力等；最后，要注意动能定理的矢量性，即功和 速度变化量的方向要一致。
能量转化的量度
总结词
功是能量转化的量度，表示力对距离的累积作用。
详细描写
在物理学中，功被定义为力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。当力作用在物体上，使物 体在力的方向上产生位移时，力就对物体做了功。功是能量转化的量度，因为力对物体做功的 进程中，能量会从一种情势转化为另一种情势。
功与机械能守恒定律的关系
《功》课件
汇报人：XXX
202X-12-30
目录
• 功的定义 • 功的物理意义 • 常见的做功情况 • 功的实例分析 • 功的常见问题解析
01
功的定义
力的方向与位移方向的关系
当力的方向与位移方向垂直时，力不做功。 01
当力的方向与位移方向成锐角时，力做正功。 02
当力的方向与位移方向成钝角时，力做负功。 03

影响因素不同
做功主要受到力和在力方向上移动距离的影响，而热传递主要受到 物体间温度差和传热介质的影响。
物理意义不同
做功是过程量，表示能量转化的多少，而热传递是状态量，表示热 量转移的状态。
做功与动能的改变关系
动能定理
合外力的功等于物体动能的变化量。
动能与速度的关系
动能与速度的平方成正比，速度越大，动能越大 。
详细描述
功的国际单位是焦耳（J），符号为“J”。在国际单位制中， 功的单位是根据能量转化的定义来确定的。此外，还有一些 常用的单位，如牛顿米（Nm）等。
02
功的计算方法
恒力做功的计算
01
02
03
恒力做功的定义
在力的方向上发生的位移 与力的大小相乘，即$W = Fs$。
单位
在国际单位制中，功的单 位是焦耳（J）。
当汽车发动机工作时，燃料在气缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞运动，进而通过曲轴、传动轴等机构将 动力传递到车轮上，使汽车前进。这个过程中，发动机所做的功将化学能转化为机械能，使汽车得以行驶。
电梯升降中的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ功
总结词
电梯升降过程中，电动机通过消耗电 能将机械能转化为势能，使电梯上下 运动，这也是做功的一种表现。
实验步骤 1. 选择一段金属丝，测量其长度和直径。
2. 将金属丝接入电路中，测量其两端的电压和电流。
测定金属丝的电阻率实验
3. 根据欧姆定律计算金属丝的电阻 值。
4. 根据电阻率和长度、直径的关系计 算金属丝的电阻率。
05
功的常见误区与纠正
做功与热传递的区别
概念不同
做功是能量转化的过程，而热传递是热量转移的过程。
06
功的深入理解与拓展

使用斜面时：W额外=f摩擦·L21
如何提高机械效率
减小机械自重
减小机械间的摩擦力。
22
小 结 有用功 W有用 ：对人们有用的功 ：
额外功W额 ：人们不需要但又不 得不做的功
总功 W总：有用功与额外功的总和 W总 W有 W额
机械效率的定义 ： 有用功跟总动的比值
公式： W有
W总
W有 W总 ∴ 永远小于1
沙 子
2对桶做功
滑 轮
做
做
功
功
3克服自重做功
1对砂子做功
2对桶做功 3对动滑轮做功
1对砂子做功
人 拉 滑 2对口袋做功 轮 做 功
3对动滑轮做功
9
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？幻灯片 4 10
1对砂子做功
人 600J 提 沙 子 2对桶做功 312做0J 功
人 拉 滑 轮 78做0J 功
练习
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是 有用功,哪部分是额外功?
提水所做的功是有用功;提水桶所做的功 是额外功。
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的 桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用 功,哪部分是额外功? 提水桶所做的功是有用功;提水所做的功 是额外功。
7
8
1对砂子做功
人
人
提
拉
2、用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货 物抬高20cm，手向下压杠杆的力是220N，手 下降的高度是 40 cm，人做的总功是 88 J， 有用功是 8J0，这根杠杆的机械效率 是90.9%。
16
判断：下面说法中是否正确
1. 做功多的机械，机械效率高 2．做总功越多，机械效率越低 3．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 4．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 5．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一

电功的分析与计算
电流、电压和电阻的关系
01
欧姆定律是电功计算的基础，通过电流、电压和电阻的关系，
可以计算电功。
纯电阻电路
02
在纯电阻电路中，电功等于电流的平方乘以电阻再乘以时间。
非纯电阻电路
03
在非纯电阻电路中，电功的计算需要考虑更多的因素，如功率
因数等。
光功的分析与计算
光强度
光强度是光功率的基本单位，它表示单位时间内单位面积上接收或 通过的光能量。
。
适用范围
适用于各种机械系统，包括简单 和复杂的系统。
03
常见机械功的分析与计算
杠杆功的分析与计算
杠杆功的定义
杠杆功是指利用杠杆原理进行工 作的机械所做的功。
杠杆的分类
根据杠杆的形状和运动方式，可分 为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 。
杠杆功的计算
根据杠杆平衡条件和功的公式，可 以计算出杠杆所做的功。
斜面功的分析与计算
斜面功的定义
斜面功是指利用斜面原理进行工作的机械所做的 功。
斜面的分类
根据斜面的形状和运动方式，可分为简单斜面和 复杂斜面。
斜面功的计算
根据斜面平衡条件和功的公式，可以计算出斜面 所做的功。
滑轮功的分析与计算
滑轮功的定义
滑轮功是指利用滑轮原理进行工作的机械所做的功。
滑轮的分类
根据滑轮的形状和运动方式，可分为定滑轮和动滑轮。
滑轮功的计算
根据滑轮平衡条件和功的公式，可以计算出滑轮所做的功。
齿轮功的分析与计算
齿轮功的定义
齿轮功是指利用齿轮原理进行工作的机械所做的功。
齿轮的分类
根据齿轮的形状和运动方式，可分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿 轮和圆锥齿轮等。

二、做功的两个要素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生的位移
三、功的表达式
1、力的方向与物体的运动方向一致
物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为l，如图 所示，则力F对物体所做的功为：
W=Fl F表示力的大小，l表示位移的大小，W表示力对物体所做的
功
2、如果力的方向与运动方向垂直
五、总功的求法
方法一：先求每一个力所做的功，再求它们 的代数和；
方法二：先求合力，再求合力所做的功。
练习
1、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2ｍ，下列三种情况下， 做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?（不计阻力， ｇ=9.8ｍ/s2）
（1）匀加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2； （2）匀速提高； （3）匀减速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2. 解：（1）拉力和重力；W拉=2×103J，WＧ= -1.96×103 J；拉力做正功，重
功
回忆：
1、做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上移动的距离
2、公式： W=Fl
一、功的定义：
一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动 了一段位移，称这个力对物体做了功。
力对物体做功是和一定的运动过程有关的，功 是一个过程量。
功所描述的是力对空间（位移）的积累效应。
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
物理意义
表示力F对 物体不做功 表示力F对 物体做正功
表示力F对 物体做负功

＝-32J
W总＝W1＋W2＝32J
法二：F合=F-Ff=8N 所以W＝F合xcos00=32J
整理提高
1、本节课学习了哪些知识？ 2、通过本节课的学习你掌握了哪些思想方法
和技能？
1、判断力是否做功及做功正负的方法：
(1)根据力F的方向与位移l的方向间的夹角α ——常用于恒力做功的情形.
若α 为锐角则做正功，若α 为直角则不做功，若α 为钝角则做负功. 2、能正确的对物体进行受力分析、是求力对物体做功的关键。 3、几个力对物体做功的计算： 当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和.故计
学习小组课前预习评价（平均分）
总分：35分 1组：19.5 4组：19 7组：20 10组：19.5
2组：27.5 5组：23 8组：16.5 11组：21
3组：24.5 6组：28.5 9组：22.5
新课导入
假如一个力对物体做正功 ，这个力是 促进物体的运动还是阻碍物体的运动，反 之如何呢，如果换做是总功呢，又如何呢？ 比如汽车刹车时的滑动摩擦力、机车运动 中的牵引力，在做功时有什么区别？除此 之外你还能列举生活中的其它例子吗？
＝－160 J (3)外力对木箱所做的总功为
W＝W1＋W2＝0.
通过上述学习，你又有什么体会？尝试总结 解决此类问题的方法和思路。
几个力对物体做功的计算
当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功 等于各分力对物体做功的代数和.故计算合力的功有以下两种方法.
(1)先由W＝Flcos α 计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3……然后 求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….
第七章 机械能守恒定律

2、功的计算公式：功=力×力的方向上移动的距离 W=F S
3、功的单位：焦耳，简称焦，符号是 J
1J=1N·m lJ的功等于1N的力使物体在力的方向上通过1m距离 时，这个力对物体：
物理学中的’功’吸收了一种’ 贡献’和’ 成效’意思在里面.它 是指:
一个力作用在物体上，物体在这个 力的方向上移动了一段距离，这个 力的作用显示了成效，力学里就说 这个力做了功。
讨论；做功了吗？
１．当你端着一盆水不动时，你累吗？你 做功了吗？为什么？
２．用力推讲台,讲台没有动，人累吗？ 人做功了吗
（垂直无功）
7
（劳而无功）
推而不动------花的力气没有成效，做的功等于
球离开脚以后，由于 惯性运动了一段距离。但 是没有力作用在球上，所 以没有力做功。
不劳无功
s
四、功的计算：
1、 （力学中规定）功等于力和物体在力的方 向上通过的距离的乘积。
2、功的公式：功=力×距离
w=Fs(通用公式)
（注意s指该F方向上移动的距离）
3、功的单位：焦耳（焦）
1焦耳=1牛顿X1米=牛顿·米 意义：1牛的力使物体在力的方向上，通过 1米的距离时所做的功为1焦。
将两个鸡蛋举高 1m，做功约1J
将一袋10kg的 大米从地面扛 到肩上，做功 约150J
将一瓶500ml 的矿泉水从 地上拿起， 做功约10J
例题：
1、质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物， 一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的 货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N， 求马运货时做的功。（g=10N/kg）
归纳出做功的两个必要因素是 什么？
Ｆ（作用在物体上的力）
必要因素 Ｓ（物体在力的方向上移

推导过程：从力的定义出发推 导出力在物体上作用的效果
应用实例：计算物体在力作用 下的功
PRT FIVE
势能的定义：物体由于位置或形状而具有的能量 势能的分类：重力势能、弹性势能、电势能等 势能的计算公式：Ep=mgh、Ep=kx^2/2等 势能的转化：势能可以转化为动能反之亦然
动能定理的定义： 物体在运动过程中 动能的变化等于外 力对物体所做的功。
功的单位：国际 单位制中功的单 位是焦耳（J）
功的性质：功是 标量只有大小没 有方向
PRT THREE
举重：举起重物 时肌肉做功将化 学能转化为机械 能
跑步：跑步时肌 肉做功将化学能 转化为动能
爬楼梯：爬楼梯 时肌肉做功将化 学能转化为重力 势能
骑自行车：骑自行 车时肌肉做功将化 学能转化为动能和 重力势能
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推广清洁能源：使用太阳能、风能、 水能等可再生能源减少对化石能源 的依赖
推广节能产品：使用节能型家电、 汽车等降低能源消耗减少碳排放
优化设计：合理设计机械结 构减少不必要的能量损失
减少摩擦：使用润滑油、润 滑脂等减少摩擦力
提高功率：提高机械的输出 功率减少能量损失
定期维护：定期检查和维护 机械确保其正常运行减少能
动力源：提供动力的装置 如发动机、电动机等
传动系统：将机构：将机械能转化 为工作所需的能量如液压 缸、气缸等
控制系统：控制机器的运 行状态如传感器、控制器 等
辅助系统：提供必要的辅 助功能如润滑、冷却等
安全保护：确保机器的安 全运行如安全阀、限位开 关等
力的作用效果：使物体发 生形变
力的作用效果：使物体产 生加速度
力的作用效果：使物体产 生转动