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第3节 功 功率
第十一章 机械与功
1.知道力学中的功的含义，理解做功的两个必要因素；
2.掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算；
3.知道功率概念，能写出功率的定义式，并进行简单计算。
学习目标
h
S=2h
人们在使用简单机械时发现，省力的机械不省距离，省距离的机械不省力。在利用机械为人们工作时，力和距离之间到底存在着什么样的关系呢？
一、做 功
新知学习
他们的效果相同吗
如下图所示，小明水平推箱子，虽然费了力气，但箱子没有移动；小聪用力将箱子拉动了。他们的效果相同吗？如何解释呢？
观 察
F
s
　　物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，说这个力对物体作了功。
叉车举高货物
s
F
F
F
s
共同点：
物体受到了力的作用；
物体在力的方向上移动了一段距离。
F
s
F
拉力对车做了功
马拉车
物理学中规定：如果力作用在物体上，并使物体沿力的方向移动一段距离，我们就说力对物体做了功。
人用力推车，车未动，在推力方向上车没有移动距离，故推力没有做功。
怎样才算做功
汽车的牵引力使汽车移动一段距离，牵引力对汽车做了功。
s
F
F
F
s
F
做功的两个必要因素:
注意：两个条件缺一不可
1. 有力的作用
2. 在力的方向上有移动距离
三种不做功的情况
①有力无距离
用力搬石头，石头未动
F
F
举重运动员举着杠铃不动
②有距离无力
离开手的物体，由于惯性而继续运动
③力和运动方向垂直
s
功＝力×距离
W = Fs
公 式
注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。
1.功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
做功与力、力的方向上移动的距离有关，做功的大小是怎么计算呢？
二、功的计算
2.功的单位和物理意义
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
W = Fs
物理意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。
单位：焦耳
3.做功的两种情况：
①力和物体运动方向一致，是力对物体做功
②力和物体运动方向相反，是克服力做功
提起重物是克服重力做功
F2H2也应该
是功!
这里面隐藏着一个重要的物理理……
功的定义是 W=Fs，那么在上一节课“使用动滑轮”的实验中计算的 GH1 也是功吧？
我们是不是可以来讨论 GH1 和 F2H2相等的问题呢？
使用动滑轮能省力，但不能省功。大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。
复杂机械是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”, 对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
甲、乙做功相同，甲所用时间少，甲做功快。
1.甲、乙做功谁快？
2.乙、丙做功谁快？
乙、丙所用时间相同，乙所做的功多，乙做功快。
3.甲、丙做功谁快？
所用时间不同，所做的功不同，如何比较？
比较相同时间内做功的多少
三、功率
观察下表数据，比较做功的快慢
甲 乙 丙
砖数（块） 20 20 15
做功（J）
时间（min） 10 20 20
600
450
600
60
30
22.5
所做的功
时间
(J/min)
功
做功时间
1个单位时间内做的功
甲在单位时间内所做的功最快
1.定义：
功与完成这些功所用时间之比叫作功率。
2.物理意义：
表示物体做功快慢的物理量。
3.公 式：
P =
W
t
4.单 位：
国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （kW）、兆瓦（MW）
换算关系：1kW=103W 1W=1J/s
一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。
功率1.2kW表示什么物理意义？
表示物体在1s内做功1200J。
抽水机
铭 牌 型 号 5C11
流 量 52m3 /h
吸 程 10m
功 率 1.2kW
功
功率
做功的两个必要因素
作用在物体上的力
在力的方向上移动的距离
公式：
功率
定义：
功与完成这些功所用时间之比叫作功率
物理意义：
表示物体做功的快慢
公式：
P =
W
t
单位：
W=Fs
焦耳、简称焦，符号J
单位：
瓦特，简称瓦，符号W
功
功的原理
内容：使用任何机械都不能省功
范围：对一切机械都适用
课堂小结
1.关于做功的几个判断中，不正确的是（ ）
A.起重机将货物吊起时，起重机的拉力对货物做了功
B.汽车载着货物在水平公路上行驶时，汽车对货物向上的支持力不做功
C.某个人将铅球推出，铅球在空中运动过程中，推力对铅球做功
D.人用力托着一箱货物站着不动时，人对货物不做功
C
随堂练习
2. 用40N的水平拉力将重为100N 的物体沿水平方向拉动了3m。求: (1)重力所做的功; (2)拉力所做的功。
G
F
移动距离s
解：
（1）重力的方向与移动距离的方向垂直，所以重力不做功。
W=Fs=40N × 3m=120J
（2）已知F拉= 40N s=3m
答：重力做功为零，拉力做的功是120J。
3.建筑工地上，水泥板质量为0.7t，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？
解：m= 0.7t=700kg
F=G=mg=700kg×10N/kg =7×103N
s=4m
W=FS=7×103N×4m=2.8×104J
起重机提升水泥板的功率：
P= = 1.87×103 w
W
t

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