8年级下册人教版物理 第十一章 第1节 功 逐字稿-3,571字

  师:同学们好,今天我们一起来学习初中物理,内容是人民教育出版社八年级下册第11章第一节。

  大家看,水平桌面上有一辆小车,现在用一个水平向前的推力推动小车,使小车移动了一段距离。那小车受到几个力的作用呢?我们来分析一下。在竖直方向,小车受到向下的重力,地面给小车向上的支持力;在水平方向,人给小车向前的推力,地面给小车向后的摩擦力。

  哪个力对小车的移动有贡献呢?很明显,是推力让小车向前移动,所以人对小车的推力有成效。

  现在老师想推一下讲台,同学们注意比较推讲台和推小车的过程有什么不同。向前推讲台,讲台没推动,这里人对讲台的推力有贡献吗?对,显然没有,所以人对讲台的推力没有成效。

  生活中还有很多例子。比如用叉车举高货物,货物向上移动了一段距离。我们对货物进行受力分析,货物受到竖直向下的重力,叉车给货物向上的支持力。正是这个支持力使货物向上移动,所以支持力对货物的移动有贡献,这个支持力就是有成效的。

  那支持力总是有成效的吗?人用力向上搬地面上的大石头,搬而未起,大石头没搬动,这时人对大石头向上的力就是没有成效的。人力不行,我们可以用机器,看起重机搬运重物,重物在力的方向上移动了一段距离,所以起重机对货物的力是有成效的,起重机可以把人类从繁重的体力劳动中解放出来。

  同学们,我们发现有些力作用在物体上有成效,有些力作用在物体上没有成效。早在工业革命时期,人们研究蒸汽机效率时就发现,不同蒸汽机工作时成效不同。当时人们既想了解不同蒸汽机工作的成效,又随着对能量认识的不断发展,迫切需要建立一个新的物理量,于是“功”就应运而生了。物理学中的“功”有贡献、成效的意思。下面我们来看力学中的功。

  如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力对物体的移动有贡献、有成效,这个力对物体就做了功。“功”用英文“work”表示,我们取首字母“W”来表示功。

  回顾刚才做功的两个例子,人推车,人给车向前的推力,车在向前的力的方向下移动了一段距离,我们就说推力对车做了功,有时为了叙述方便,也说成是人对车做了功。再看叉车给货物向上的支持力,货物向上移动了一段距离,那么就说叉车给货物的支持力对货物做了功,也可以说是叉车对货物做了功。

  比较这两个力做功的例子,我们发现判断力是否做功,首先要找到作用在物体上的力,然后看物体是否在这个力的方向上通过了一段距离。当这两个条件同时满足,我们就说这个力做了功。所以,作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离,这两个条件是判断力是否做功的必要因素,缺一不可。

  下面我们看几个例子,判断力是否做功。第一幅图,运动员提起杠铃的过程中,运动员对杠铃做功了吗?先找力,运动员要把地面上的杠铃提起来,得向上提杠铃,有力;再找距离,杠铃在向上的力的方向上移动了一段距离,所以满足这两个条件,人对杠铃做功了。

  第二幅图,跳水运动员从悬崖高处跳入水中,运动员向下运动一段距离,重力方向向下,所以人的重力做功了。

  最后一幅图,用起重机吊起重物,给重物向上的拉力,重物也向上移动了一段距离,所以起重机对重物做了功。

  接下来几个例子,请同学们自主分析。

  一、抱着一摞书不动时,对书做功了吗?为什么?

  师:我们分析一下,人对书有向上的支持力,但这个力没有使书移动一段距离,所以人对书不做功,这就是常说的有力无距不做功。

  二、用脚踢出足球,足球在地面上滚动,滚动过程中人对球做功了吗?请思考。

  师:同学们判断出来了吗?我们一起来分析。踢出去的足球不再受到人脚的踢力,所以这一过程中人对球不做功。球虽然在地面滚动有距离,但没有受到人给的踢力,这就是有距无力不做功。比如向上抛球,我们把这个过程分成两个阶段。第一个阶段,人手托着球给球向上的支持力,球和人手一起向上运动,人对球做功了;第二个阶段,球脱离人手后,人手不再给球向上的支持力,由于惯性球继续向上运动一段距离,这个过程有距离但没有人手的支持力,人对球就不再做功,和踢出去的足球滚动过程道理一样,都是有距无力。同样,向前抛球,球脱离人手后人对球也不做功。

  三、人提着箱子沿水平面前进,提力做功了吗?为什么?

  师:同学们判断出来了吗?我们来分析。人给箱子的提力是竖直向上的,只要看箱子在竖直方向有没有移动一段距离。箱子和人沿水平面前进,箱子移动距离是水平向前,力是竖直向上,力和距离垂直,有力有距离但力距垂直不做功。

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