初中物理机械功专题--1--(教师用)

教育学科教师辅导学案学员编号： 年 级：初二 课时数：学员姓名： 辅导科目：物理 学科教师：老师 授课类型 复习提高 教学目标 机械功授课日期及时段2019年 月 日教学内容一、概念梳理1. 功（1）功的初步概念：力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，这个力就对该物体做了功。

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。

必须同时具备这两个要素,力才对物体做功.如果物体在运动过程中没有受到力的作用,例如物体在光滑水平面上滑动时,在水平方向上尽管它通过了距离,但是却没有受到力的作用,所以没有力对它做功.如果物体虽然受到了力的作用,但是在力的方向上没有通过距离,则这个力也没有对物体做功.例如建筑工人双手棒着一摞砖站在原处准备装上车,他虽然对砖有一个向上的托力,但是在这个力的方向上没有通过距离,因此他没有做功.如果物体受到了力的作用,同时物体也在运动着,但是力的方向与运动的方向相垂直,那么力也没有对物体做功.例如我们用手提着一桶水在水平路面上行走时,虽然我们对水桶施加了竖直向上的拉力,但是由于拉力的方向与运动的方向相垂直,因此我们并没有对水桶做功.（2）功的计算：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：功=力×距离，即s F W ⋅=。

（3）功的单位：国际单位制中功的单位是焦耳，简称焦，符号为J 。

在国际单位制中力的单位是N ，距离的单位是m ，功的单位就是m N ⋅，m N J ⋅=11。

2. 功率（1）功率的概念：单位时间里完成的功，叫做功率。

功率表示做功的快慢。

（2）功率的计算：公式为功率时间功=，tW P =。

根据功率的导出式：P ＝Fv 可知功率一定时，要增大F ，必须减小v ，即汽车上坡时要换低速档。

（3）功率的单位：功率的单位是瓦特。

国际单位制中，功的单位是J ，时间的单位是s ，功率的单位就是J/s 。

J/s 的专用名称叫做瓦特，简称瓦，符号W 。

s J W /11=，意思是1s 内完成了1J 的功。

某小轿车功率66kW ，它表示：小轿车１s 内做功66000J W kW 10001=，W MW 6101=（5）比较功率大小方法 a 、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。

b 、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率越大 二、典型应用例1：一学生用100牛的力将重为50牛的足球沿水平方向踢出20米远，则该学生对球做的功是： ( D )A ．3000焦B ．1000焦C ．2000焦D ．无法确定分析与解：在物理学中，做功是指两个因素同时存在的物理过程。

这两个因素是，物体受到力的作用和物体沿力的方向通过了一段距离。

我们把它们叫做做功的两个必要因素。

本题最容易出的错误是选择C，认为W = FS = 100牛×20米 = 2000焦。

错误原因在于没有从根本上理解做功两必要因素同时存在。

足球从被踢到落地停止，经历了两个过程。

第一个过程从学生的脚与球接触开始到脚离开球为止。

在这一过程中，球受到学生的踢力，足球并在此力方向上移动，但移动的距离是不知道的，不是20米，因此这一过程中，学生对球做了功，W = FS = 100牛×S，此功大小不能确定。

第二个过程是球由于惯性而运动，在这一过程中，球虽然移动一段距离，但球不受学生踢力，因此，在此过程中，学生不对球做功。

所以，学生将球踢出20米远，而对球做功是不能确定的。

三、上海往年试题精选（一）、选择题1．在如图所示的几个情形中所提到的力没有做功的是 ( D )A B C D2 .如图6所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是（D ）3、一个重为2N的皮球从10m高处下落3m 的过程中，重力对它所做的功为( B )A．20J B．6J C．14J D．26J4．上课铃刚响，小孙同学立即从学校教学楼的一楼奔上三楼，大约用了20秒，则他登楼的功率最接近于 ( B ) A．10瓦 B．100瓦 C．1000瓦D．10000瓦5 .甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（ C ）A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．W甲＞W乙D．W甲＜W乙6、.三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。

他们展开了如下的讨论：( D )甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。

A.甲、乙和丙B.甲和乙C.甲和丙D.乙和丙7．在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。

质量分别为m, 2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（ B ）A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功 B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功 D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大8．用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做功为W1；用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做功为W2，则( A )A ．W 1=W 2B ．W 1>W 2C ．W 1<W 2D ．条件不足，无法比较9. 中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min 内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5cm ，则他跳绳时的功率最接近 （ B ）A.5WB.50WC.500WD.5000W10．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s ﹣t 图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F 1、F 2，相同时间内所做的功分别为W 1、W 2，则它们的关系正确的是（ B ）A ． F 1＞F 2 W 1＞W 2B ． F 1=F 2 W 1＞W 2C ． F 1=F 2 W 1＜W 2D ． F 1＜F 2 W 1＜W 2 (二)、填空题1．做功的两个必要因素：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．若用50牛的水平拉力将重为100牛的物体水平移动5米，在这过程中水平拉力做功 250 焦，重力做的功 0 焦． 2．功率是表示 做功快慢 的物理量；某机器的功率是500瓦，其物理意义是 机器在1s 内做功500J ．这样的一台机器1分钟内可完成 3000 焦的功．3．一个工人用200牛的水平推力，在25秒钟内使一辆重1500牛的小车沿水平路面前进了50米，则工人做的功是________焦，功率是________瓦；重力对小车做的功是______焦。

3. 10000 400 0第3题图4、如图所示，物体A 以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F = ____________牛，物体A 受到的摩擦力f =____________牛，2秒内拉力F 做的功为____________焦。

（不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦） 4、 3 6 0.245、重为12牛的木块在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平面匀速前进2米，拉力做功为 （13） 焦，木块受到的摩擦力大小为 （14） 牛，在此过程中重力做功为 （15） 焦。

5．（13）10； （14）5； （15）0。

6．重力为50牛的物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进3米，则物体与地面之间的摩擦力为 （7） 牛，拉力做的功为 （8） 焦，功率为 （9） 瓦。

6．10。

30。

3。

7．如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F 1、F 2匀速提升同一重物A ．若F 1大小为10牛，则A 的重力为 牛．F 2大小为 牛，若物体A 在5秒内匀速上升4米，此过程中拉力F 2做的功为 焦，功率为 瓦． 7．1054088．为了比较做功的快慢，甲、乙两位同学比赛搬砖，具体实验过程如下图：FA（1）比较图（a ）和（b ）两图可得： 在相同的时间内，甲做的功多 ．（2）比较图（a ）和（c ）、（d ）两图可得： 做相同的功，甲用的时间少 ．分析： 比较做功快慢的方法有：做相同的功，比较做功的时间，时间短的做功快；做功时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快；做功时间和做功的多少都不一样的，就要算出功与时间的比值，比值大的做功快．解答： 解：（1）先比较（a ）、（b ）做功的功率，一块砖重力是不变的，楼高也是相同的．甲搬的砖多，根据W=Gh可知，甲做功多，时间相同，所以甲做功快． （2）比较图（a ）和（c ）、（d ）两图可得：甲搬完同样的砖，用的时间少，因为做功相同，所以甲做功快． （三）、计算题1．重为20牛的木块，在大小为4牛的水平拉力作用下，沿水平面匀速前进了5米。

请分别求出此过程中木块受到的拉力做的功W 拉和重力做的功W 重。

W 拉＝Fs ＝4牛×5米 ＝20焦 W 重＝02．某物体在大小为10牛的水平拉力F 作用下，以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动，其s -t 图像如图11所示。

①求该物体在AB 间通过的路程s 。

②求拉力F 做的功W 。

①s ＝vt ＝2米/秒×3秒＝6米②W ＝Fs ＝10牛×6米＝60焦3．放在水平地面上的物体在10牛的水平拉力作用下移动了8米，当拉力撤去后物体又移动了2米。

求拉力所做的功。

W =Fs =10牛×8米=80焦4、2008 年北京奥运会，我国体育健儿取得很好成绩。

如图所示，运动员在比赛中，用0.5秒的时间将100kg 的杠铃举高2m ，请你算一算（l ）杠铃所受的重力为多少? （2）该运动员这一次举起杠铃的过程中至少对杠铃做功为多少？ （3）该运动员举起杠铃的功率是多少?1、（1）G=mg=100千克×9.8牛∕千克=980牛 (2) W=FS=GH=980牛×2米=1960焦 (3) P=W ∕t=1960焦∕0.5秒=3920瓦5．在如图所示的装置中，某人在10秒内将重为200牛的货物匀速提升3米． 求：①绳对重物的拉力F ．②绳拉重物所做的功W 和功率P ．s /米图1161 2 3 5 4 0 t /秒BA分析： 解决此题要知道定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；功的计算式：W=Fs ；功等于力与力的方向上距离的乘积．解答： 解：①该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，即手对绳子的拉力F=G=200N ；②绳拉重物所做的功W=Fs=200N ×3m=600J ； P===60瓦；点评： 本题考查定滑轮的特点及功的原理和计算；难点是明白影响做功的因素是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离，二者缺一不可．（四）、实验题1．为了研究物体做功的快慢,某小组同学分别用九台小电动机匀速提起不同的重物,利用相关仪器测出做功时间、重物的重力和提起的高度,并通过计算得出电动机做功的多少.该组同学把九台电动机分成三组,观察到每组的做功快慢相同,且第一组做功最快,第二组其次,第三组最慢.实验中记录的有关数据分别如表一,表二,表三所示.表一 第一组 表二 第二组 表三 第三组（1）分析实验序号 ,可得出初步结论是:做相同的功,电动机所用的时间越短,做功就越快.（2）分析实验序号4与7（或5与8,或6与9）可得出初步结论：做功时间相同， ，做功越快。