4、若用98牛的水平拉力，使质量为100千克的物体沿水平方向匀速前进10米，则拉力做的功是_________，重力做的功是__________，物体受到的阻力是__________。

3、在下列哪种情况中，力对物体做了功(　 　)

A、踢出去的足球在草地上滚动了一段距离

B、举重运动员举着杠铃不动

C、旅客提着箱子在水平路面上行走了一段路程

D、沿斜木板把货物推上卡车车箱

2、功率是表示____________的物理量。__________________完成的功，叫功率。

1、功包括两个必要的因素，一是________________，二是___________________。

3、机械能

(1)动能和势能统称机械能，动能和势能之间可以相互转化。期间如果没有其它形式的能量参与转化，则动能和势能的总量(或总的机械能)守恒。

(2)能量的单位跟功的单位一样，是焦耳；机械能是能量的一种，它的单位也是焦耳。

[启迪与拓展]

例1　 在水平地面上用500N的水平推力使重为1000N的木箱移动了80cm，那么推力对木箱做的功和重力对木箱做的功分别为多大？

分析：

本题要明确是哪几个力做功：推力和重力，其次找出推力的方向及重力方向上分别移动的距离。推力方向上移动距离S₁=0.8m，在重力方向上没有移动距离S₂=0

解：推力对木箱做的功为：W₁=FS₁=500N×0.8m=400J

重力对木箱做的功：W₂=GS₂=1000N×0=0J

答：推力对木箱做的功为400J，重力对木箱做的功为0J，要注意用W=FS计算时要明确F、S意义，并注意单位统一。

例2　 某人用一动滑轮将1000N的重物匀速举高2m，如图3.5绳子自由端所需拉力为600N，求：该人在此过程中做了多少功？

分析：

本题所求是人做的功，也就是拉力F所做的功，所以代入功的公式时力的大小应为600N，移动距离应是绳子自由端移动的距离，绳子自由端移动的距离和重物移动距离不是同一个距离，前一个距离是后一个距离的2倍(你能分析一下其中的理由吗？)即 S=2h=2×2m =4m。

解：W=FS=600N×4m=2400J　　　　　　　　　　

答：该人在此过程中做了2400J。对于以上计算必须明确求谁做的功，区分重物移动的距离和绳子自由端移动的距离。

例3　 如图3.6所示的装置来匀速拉动重为150N的物体A，使之通过10m路程，拉力F为10N，滑轮、绳子的自重和滑轮轴间的摩擦力均不计，则拉力F做了多少功？重物与水平地面间的摩擦力F_A为多大？

分析：

由于动滑轮上向左拉的有三段绳子，所以绳子自由端移动的距离S是物体A移动距离S＇的3倍，S=3S＇，又由于不计滑轮、绳子的自重和滑轮轴间的摩擦力，滑轮组机械效率等于1，它是一个理想机械。

解：拉力所做的功：W=FS=10N×30m=300J

滑轮组(机械)克服有用阻力(即右边拉动滑轮的力)所做的功：W＇=F＇S＇

因为W=W＇，所以F＇=FS／S＇=300J／10m=30N

因为物A做匀速直线运动，所以F_A=F＇=30N

答：拉力F做了300J的功，摩擦力F_A为30N。

注意：这儿重力不做功，有用阻力是指A受到的摩擦力或者说是右边拉动滑轮的力。

例4　 作出下图中各杠杆的动力臂和阻力臂，并指出哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆。

　　 　　(1)　　　　　 　(2)　　　　　 (3)　　　　 　　　(4)

　　　　　　　　　图3.7

分析：

要作出杠杆图，先找杠杆的支点，羊角锤起钉子的A为支点，缝纫机踏板与铡刀支点为O点,滚轮上台阶中支点是E，根据杠杆示意图抽象出杠杆图形,分别作出动力臂和阻力臂，量出力边臂的长度即知是省力杠杆还是费力杠杆，如图3.8。

(1)　　　 　 　　(2)　　 　　　　　　　　　　(3)　　　 　　 (4)

　　　　　　　　　　　　　 　　图3.8

解得：羊角锤的动力臂大于阻力臂是省力杠杆，铡刀也是省力杠杆，滚轮上台阶也是省力杠杆，缝纫机踏脚板是费力杠杆。

例5　 如图3.9中是汽车过拉索桥示意图，图中桥AO为20m，拉索与桥夹角30º汽车重2×10⁴N，速度2m/s，当车运动8秒时钢丝拉索上拉力多大？ 　　　　　　　　　　　　

分析：

桥AO是杠杆，O为支点，当车行驶8s时，车离桥头O点的距离是S=vt=2m/s×8s=16m，此时应用杠杆平衡条件,可求得拉力F的大小。

解：汽车在桥上运动8s时到达B点，如图3.10所示，此时OB=16m，根据杠杆平衡条件可得：

G·OB=F·L　　L= AO /2=1/2×20m=10m

F=OB·G/L=16m×2×10⁴N/10m =3.2×10⁴N

答：汽车运动8秒时，钢拉索绳子上受拉力2.4×10⁴N，在实际中轮渡上斜拉跳板也类似上题。

例6　 滚摆运动过程中，每次上升的高度逐渐降低，对此以下说法中错误的是：

A、滚摆运动到最高处时，动能为零

B、滚摆下落过程中重力势能转变成动能

C、滚摆运动过程中克服摩擦阻力做功，机械能不断减少

D、滚摆运动过程中，它的重力势能不变

解：滚摆上升过程高度增加，速度减慢，动能转化为重力势能，在滚摆上升到最高点，速度为零，动能为零，选项A正确。同理，下落过程中，滚摆重力势能减少，速度增大，重力势能转化为动能，选项B也正确。滚摆运动过程中，若没有能量损失，机械能总量守恒，题目的条件是“每次上升的高度逐渐降低“说明机械能不守恒，滚摆克服阻力做功，必定要损失一部分机械能，选项C也正确。滚摆运动过程中，高度不断变化，重力势能不断变化，选项D是错误的，答案为D。

[思考与练习]

2、势能

(1)被举高的物体具有的能量叫重力势能。

(2)重力势能的大小与物体的质量大小和高度大小有关，处于某一位置物体相对于不同的参考平面，具有不同的高度值，在初中阶段讨论重力势能时，我们一般默认地平面为参考平面。

(3)弹性势能：物体由于发生弹性形变具有的能量，物体的弹性势能还与物体自身的材料、结构、形状等因素有关。对不同物体，由于发生形变的难易程度不同，即使发生相同的弹性形变，其弹性势能也可能不同。

一个物体能够做功，我们就说它具有能量，物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。能量反映了物体具有做功的本领。

1、动能

(1)物体由于运动而具有的能量叫做动能。例如拦河大坝放出的水流使水轮机转动带动发电机发电。

(2)动能大小跟运动物体的质量大小和速度有关，物体的速度越快，质量越大，动能就越大。

4、杠杆的类型

(1)省力杠杆：动力比阻力小，动力臂大于阻力臂，但动力移动距离比阻力移动的距离大，则费距离。例：老虎钳、剪铁皮剪刀、活塞式抽水机手柄。

(2)费力杠杆：动力比阻力大，动力臂小于阻力臂，但动力移动的距离比阻力移动的距离小，则省距离。例：钓鱼竿、镊子、理发剪刀。

(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费力，主要能改变力的方向。例：天平、定滑轮。

(4)合理选用各种杠杆：必须同时考虑力的作用点和方向。

3、研究杠杆的平衡

(1)杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力作用下处于静止或匀速转动的状态。

(2)杠杆平衡条件是指杠杆平衡时它受到的力应该符合的条件，反之如果杠杆受到的力符合这样的条件，那杠杆也应该处于平衡状态。实验表明该条件是：

F₁×L₁=F₂×L₂ 或F₁／F₂=L₂／L₁

(3)要注意：动力使杠杆的转动方向与阻力使杠杆的转动方向相反。

(4)杠杆的转动取决于力和力臂乘积的大小。

2、各种杠杆

(1)在复杂的机械中找出杠杆，例如，自行车中刹车把手，脚踏板连杆、车把手等。

(2)联系生活实际认识各种杠杆：筷子、剪刀、钓鱼竿、镊子、老虎钳等。

(3)人体上的杠杆：手臂提物、抬起脚跟、移动手指、移动胳膊、移动脚趾等时，我们实际上已经在使用人体骨骼杠杆。