功的定义:
必须有作用在物体上的力,且物体在这个力的方向上通过一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做功;
功的两个要素:
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。
以下三种情况下力对物体不做功:(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如:某同学踢足球,球离开脚后飞出10m远,足球飞出10m 远的过程中,人做功为零。
(2)物体受到力的作用,但没有移动距离,也就不可能在力的方向上通过距离,力对物体不做功。如:一辆汽车停止在路边,一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
(3)物体受到力的作用,同时也运动了一段距离,但两者相互垂直,即在力的方向上没有通过距离,这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离,水桶虽然受到手的提力作用,但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上,跟水平地面垂直,所以在水平面上走得再远,手的提力对水桶也没有做功。
功和机械能知识梳理:
如何判断力对物体是否做功: 判断力对物体是否做功,可以从物体在力的作用下,在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
如冰块在光滑冰面上匀速滑动,水平方向上没有受到力的作用,只是在竖直方向上受重力和支持力;因此,水平方向上没有力对冰块做功,而竖直方向上,重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直,所以重力、支持力也没有对冰块做功。
人用力推车,对车有水平推力,且车沿水平方向通过了距离,符合做功的两个要素,推力做了功。
例1教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重 50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入教室,从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为( )
A.0J B.300J C.450J D.500J
解析:本题包括两个过程,一是小明将50N的箱子提高6m,人对箱子的拉力是50N,箱子在拉力方向上移动6m的距离,根据W=Fs=50N×6m= 300J;另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m,拉力和箱子移动距离的方向垂直,在这一过程中人没有做功。
答案:B
动能和势能的应用:
(1)水轮发电机,将水下落的重力势能转化成轮子的动能,从而带动线圈在磁场中转动,产生感应电流,通过导线传出去,完成发电
(2)撑杆跳,将助跑时的动能装化成重力势能,使人升高
(3)秋千,是动能和重力势能互相转化的结果
力作用的相互性的概念:力的作用是相互的一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也同时受到来自对方的作用力。也就是说,物体问力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。 [如图(a),(b)]
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130719/2013071909482673922811.png)
作用力反作用力的概念:物体间力的作用是相互的,相互作用的两个力互为作用力和反作用力。
正确理解力的相互性:相互作用的两个力主要有以下四点:
1. 力是物体埘物体的作用;
2. 物体间力的作用是相互的,施力物体与受力物体同时存在;
3. 一个物体对另一个物体施加力的作用有两种方式,一种是由物体直接(接触)作用,另一种是物体之间的间接(不接触)作用;
4. 物体间力的作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。
作用力和反作用力具有以下特点: 1.大小相等、方向相反、在同一直线上,但作用在两个物体上。
2.同时产生,同时消失,同时增大,同时减小。
3.性质相同,如小孩推墙时,对墙的作用力为弹力,则墙对小孩的反作用力也一定是弹力,绝不会是其他性质的力。