1、力
(1)定义:力是物体对物体的作用。 (2)三要素:大小、方向、作用点
(3)基本特征:物质性(力的作用是离不开物体的)和相互性(力的作用是相互的) (4)力的作用效果:使物体发生形变;改变物体的运动状态。 (5)测量:弹簧测力计
(6)二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力如果大小相等、方向相反,且又在同一直线上,这两个力为平衡力。
物体受到两个互相平衡的力的作用,将保持 状态或保持 运动状态,物体在平衡力作用下,究竟是静止还是匀速直线运动,由原来的状态决定。
2、功 (1)定义:一个物体受到力的作用,并在力的方向上通过一段距离,称这个力对物体做了功。 (2)理解做功的两个必要因素:
力学里所说的功包括两个必要因素: 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。
力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:
。
(3)在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。 (4)我们要注意不做功的三种情况:
物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”。
物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”。
物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
【常考】力是否对物体做功以及功的计算 【典型例题】
1、某人用20N的力将重为15N的球推出去后,球在地面上滚动了10m后停下来,这个人对球所做的功为( )
A.0J B.200J C.150J D.条件不足,无法计算
2、一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m,求这个人对车做功多少?重力对车做功多少?
【练一练】
1、对于功的理解,下列说法正确的是( )
2、以下说法正确的是( )
3、在下列几种情况中,力对物体做功的是 ( )
A. 冰球在光滑的冰面上匀速滚动 B. 小孩用力推箱子,箱子未被推动
C. 学生背着书包站在匀速行驶的公共汽车上 D. 清洁工把一桶水从地上提起 4、关于功,下列说法中正确的是 ( ) A. 对物体做的功越多,物体受到的力一定越大 B. 物体移动的距离越多,物体受到的力一定越大
C. 力对物体做的功一定时,力越大,物体在力的方向上移动的距离也越大 D. 以上说法都不对 5、图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力不做功的是 ( )
A、将包提起来 B、站在水平匀速行驶的车 C、乘升降电梯 D、提着包上楼 6、举重运动员在比赛时,第一阶段把杠铃拿起并举过头顶,第二阶段使杠铃在空气中静止3s。关于运动员对杠铃做功的情况,下列说法中正确的是( ) A.在第一阶段内做了功 B.在第二阶段内做了功
C.在两个阶段内一直都在做功 D.在两个阶段内一直都没有做功 7、下列几种情况,人对物体做功的是( ) A举重运动员举着杠铃不动接受记者照相 B人提着重物沿水平路面匀速前进
C人用力推车使车沿力的方向在水平地面上运动
D小孩用力搬石头,未能搬动
8、关于力、距离、功与功率的关系,下列说法正确的是( ) A.力越大,功率越大 B.距离越长,功率越大 C.做功越多,功率越大 D.做功越快,功率越大
9、如图,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为( )
A.50J B.25J C.100J D.200J
3、功率
(1)定义:功率是表示做功快慢的物理量。 (2)公式:
注意:功率和功是两个不同的概念,做功多不一定做功快;反之,做功快不一定做功多。功率大,表示单位时间内做功多。从公式
可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相
同的功,所用时间少的,功率大。在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,1W=1J/s。
功率的单位:瓦 常用单位还有:千瓦、兆瓦
1焦耳/秒 = 1 瓦 1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦 (1马力 = 735瓦)
(3)延伸:由
得
。物体在拉力
的作用下,以速度沿拉力的方
一定时,力
与
向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。在功率
速度成反比。汽车爬坡时,司机采取换挡的办法减小速度,以获得较大的牵引力。 【即境活用】
1、一名举重运动员在3s内把质量为100kg的杠铃举高1.8m,则此过程中该运动员做功的功率是 W。(g取10N/kg)
2、甲、乙两辆功率相等的汽车,如果在相等的时间内匀速通过的距离之比s甲:s乙=2:1,那么( )
A.两辆汽车的牵引力F甲:F乙=1:2 B.两辆汽车的牵引力F甲:F乙=2:1 C.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=1:2 D.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=2:1 【练一练】
1、关于功和功率,下列说法正确的是( )
2、做1J的功就相当于( )
3、如图所示,用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动.若推力对物体做了60J的功,则在这一过程中( )
4、关于功和功率的说法正确的是( )(多选)
5、某学生从底楼匀速走上二楼,第一次花费30s,第二次花费20s.对于两次上楼,下列法正确的是( )
6、下列叙述正确的是( )
7、下列情况中做功一定为1焦的是( )
8、一台机器的功率是1000W,它的意思是 ( )
A、这台机器每次只能做1000J的功 B、这台机器每小时只能做1000J的功 C、这台机器每秒只能做1000J的功 D、这台机器每秒只能做1000W的功
9、以汽油为燃料的助动车,由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因。已逐步被电动自行车取代(如图)。下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据。
(1)请你写出电瓶车在下列使用过程中能量转化 电瓶充电:_____________;电瓶放电:_______________;电瓶车行驶过程中:_____________ (2)电瓶车与摩托车相比,电瓶车有什么优点?
(3)以这种电瓶车为例,如果蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶,当车以6m/s的速度在水平路面上匀速行驶时,电瓶车的功率是多大?
10、20N拉力拉重100N的小车在水平地面上做匀速直线运动,10s前进35m。 求(1)重力做的功和功率.(2)拉力做的功和功率?
11、一台拖拉机匀速耕地,所受阻力是180000牛,半小时耕地0.9千米。则此过程中拖拉机功率为多少?
【中考在线】
1、2010年1月10日,在台金高速公路上发生一起两车相撞事故,其中一辆小车上一名未系安全带的乘客向前“飞”出,撞穿前挡风玻璃。汽车碰撞时,乘客由于具有 ,直接从座位上向前“飞”出;汽车行驶的速度越大,汽车具有的 能越大,危险性就增大,因此汽车行驶要限速。
2、下列有关能量转化的叙述,不正确的是( )
A.射箭是将势能转化成动能 B.核电站发电是将核能转化成电能 C.蓄电池充电是将化学能转化成电能 D.钻木取火是将机械能转化成内能 3、如图,两只相同的塑料瓶,分别装有相等质量的水和沙子,从斜面的相同高度同时由静止滚下,结果装水的瓶子会先到达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中,通过克服摩擦作功把势能转化成的 能较少,从而获得较大的动能。
4、在上海世博园“低碳行动”展区展出了一系列高科技展项,其中包括我国自主创新的纯电动汽车。该汽车充足电后,在水平路面进行性能测试,记录如表所示。 求这次测试中:
(1)汽车总行驶时间。
(2)汽车水平牵引力所做的总功 (3)汽车对路面的压强。
【课后作业】
1、杭州湾跨海大桥在建造过程中多项成果具有世界一流水平,其中一项是自行设计制造了2400吨液压箱梁纵移台车。若该台车将2000吨整体预制好的箱梁竖直上移10米,在此过程中该台车对箱梁做的功为 焦(g取10牛/千克)。
2、如图所示,小明在跑步机上锻炼身体.设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min,跑动的总动力为40N.
求:(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程?
(2)他在这段时间内做了多少功? (3)他做功的功率是多少?
3、在汶川地震的抗震救灾中,党和政府把救人放在重中之重的位置。在倒塌房屋的废墟中搜救被困人员,重型吊机起到了重要的作用。如图所示所示的重型吊机在某次起吊中,吊起了20000千克的重物(钢绳的重和摩擦不计,取g=10N/kg)。求:
(1)当重物匀速上升时,钢绳受到的拉力为多少牛? (2)若重物以0.1米/秒的速度匀速竖直上升15秒,重型吊机对重物所做的功为多少焦?
(3)在重物以0.1米/秒的速度匀速竖直上升的过程中,重型吊机对重物做功的功率为多少瓦?
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