功(课堂讲解)
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功
定义:作用在物体上的力与物体在该力的方向上移动一段距离的乘积。
一、W=0
1.F≠0,S=0,W=0; 2.F=0,S=0,W=0;
3.F=0,S≠0, W=0; 4.F⊥S, W=0;
二、W≠0
1.力的方向与运动方向相同:W=FS
2.力的方向与运动方向相反:W=FS (表达为:物体克服这个力做功)
3.力的方向与运动方向成锐角或钝角:W≠FS且W≠0
功的原理:
使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
说明:
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改
变力的方向,给人类工作带来很多方便。
1.如图所示,用与水平方向成一定夹角,大小为 F=100N的力,拉着重 500N的小车在水平方向前进了100m,则拉力F对小车做功( )
A.等于 10000J
B.等于 50000J
C.没有做功
D.F做了功,但条件不足,无法计算
2.如图所示,物体G所受到的重力大小为40N.
(1)在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m,求拉力F1在这一过程中对物体所做的功.
(2)若将该物体放在倾角为300的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m,
此时拉力F2的大小恰为20N,求拉力F2在这一过程中对物体所做的功。
(3)比较上述两种情况,你能得出什么结论?
3.如图所示,将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC匀速推到顶端,若物体在
两斜面上运动的速度相同,沿AB斜面推物体所用推力为F1,沿AC斜面
推物体所用推力为F2,则F1__________ F2,F1所做功__________ F2所做
功。(填“大于”、“小于”或“等于”)
4.如图所示,物体质量为m=20Kg,滑轮重、绳重和摩擦忽略不计,用力F拉滑轮,使滑轮沿水平方
向匀速移动3m,物体所受地面的摩擦力为80N,则:
(1)拉力F做的功为多少?
(2)物体克服摩擦力做的功是多少?
(3)若滑轮重与绳重不计,摩擦不可忽略,用60N力拉绳子,滑轮加速运动,
滑轮移动的距离是3m,拉力做的功是多少?物体克服摩擦力做功是多少?
F
A
F1 F2
B C
t/s 1 3 0 2 F/N
乙 10 50
30
20 40 t/s 1 3 0 2 υ/(m/s)
丙 1.25 2.50
2.50
t/s 1 3 0 2 h/m
丁 1.25 3.75
图8 F
甲 G 5.如图所示,物体A的质量m =12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线
运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,
并且绳子足够长。求:
(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物体A运动10s 的过程中,拉力F所做的功。
(4)绳子对物体所做的功是多少?
(5)滑轮移动的速度是多少?
6.如图所示,光滑的地面上有一足够长的木板,在木板的右端固定着一个滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦),
木板上面放置一个小木块,小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时,木板向右做匀速直线运
动,滑轮移动1m,然后把拉力增大到10N时滑轮移动的距离1m,下列分析正确的是( )(多选)
A.拉力增大后,弹簧测力计示数变大,为20N
B.弹簧测力计的示数为0牛
C.拉力增大后,木板仍向右做匀速直线运动
D.拉力增大后,小木块将保持静止
E. 整个过程中,拉力做的功是10J
7.如图所示,用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体
A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N,弹簧测
力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转
轴光滑)。下列说法正确的是( )(多选)
A. 物体A受到地面的摩擦力是7N B. 滑轮移动的速度是0.4m/s
C. 在2s内水平拉力F的功是2.4J D. 在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
E.A与B受到的摩擦力都是滑动摩擦力 F. A受到5个力的作用
8.为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图8(甲)
所示的滑轮组装置。当小明用图8(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,
重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图8(丙)和(丁)所
示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2,不计摩擦,求:
(1)在2~3s内,滑轮对重物做的功WG。
(2)在0~3s内,拉力F做的功W。
(3)在0~1s内,重物对地面的压强p。