1、第十一章第十一章 功和机械能功和机械能 第第1节节 功功 叉车举高货物叉车举高货物 F s 生活中的功有“贡献”、“成效”、“功劳”等丰富的生活中的功有“贡献”、“成效”、“功劳”等丰富的 意思，意思，物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如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。个力对物体作了功。 力学中功的含义力学中功的含义 物理学中力的功是指物理学中力的功是指: 一个力作用在物体上一个力作用在物体上,使这个物体使这个物体 在力的方向上移动了一段距离在力的方向上移动了一
2、段距离,就说就说 这个力对物体做了功这个力对物体做了功 s F 人的拉力对物体做了功也可以说人对人的拉力对物体做了功也可以说人对 物体做了功或者说克服重力做了功物体做了功或者说克服重力做了功 做功的两个必要因素是做功的两个必要因素是 1.1.作用在物体上的力作用在物体上的力 F 必要因素必要因素 必须需要，缺一不可必须需要，缺一不可 2.2.物体在这个力的方向上移动了物体在这个力的方向上移动了 的距离的距离 s s 小孩的拉力小孩的拉力拉小车移动了一段距离拉小车移动了一段距离s，小孩对小车做，小孩对小车做 功了吗？功了吗？ 没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功） 人举着杠铃坚持一会人举着杠铃
3、坚持一会 儿，举力做功吗？儿，举力做功吗？ s0 F0 没有做功（不劳无功）没有做功（不劳无功） s 0 F = 0 冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰 面上滑行，有力面上滑行，有力 做功吗？做功吗？ 没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功） 提箱子在水平提箱子在水平 路上走，拉力路上走，拉力F F 做功了吗？做功了吗？ 分分 析析 F 0 s 0 力的方向与运力的方向与运 动方向垂直动方向垂直 搬着物体上楼梯时，人对物搬着物体上楼梯时，人对物 体有没有做功？为什么？体有没有做功？为什么？ S （1 1）物体受到力，但没有在此力方向上移动距）物体受到力，但没有在此力方向上移动距 离，即通过的距离为零
4、。（离，即通过的距离为零。（s=0=0） （2 2）物体没有受到力，但由于惯性通过了一段距）物体没有受到力，但由于惯性通过了一段距 离，也就是没有力做功。（离，也就是没有力做功。（F=0=0） （3 3）物体受力方向和物体运动的方向垂直。（）物体受力方向和物体运动的方向垂直。（F 与与s的方向垂直）的方向垂直） 不做功的情况不做功的情况 2.在下列几个实例中，力对物体没有做功的是（在下列几个实例中，力对物体没有做功的是（ ） 1.下列情况下，有力对物体做功的是下列情况下，有力对物体做功的是( ) A.用力推车，车不动用力推车，车不动 B.一只苹果从树上落下来一只苹果从树上落下来 C.举重运动员
5、举着杠铃沿水平方向走了举重运动员举着杠铃沿水平方向走了1 m D.小车在光滑的水平面上匀速运动小车在光滑的水平面上匀速运动 B D 3、下列情况中，人有没有对皮箱做功：、下列情况中，人有没有对皮箱做功： （1）人用力提地上的皮箱，但没有提起）人用力提地上的皮箱，但没有提起 （2）人再一次用力把箱子提起）人再一次用力把箱子提起 （3）人用力提着皮箱在原地不动）人用力提着皮箱在原地不动 （4）人提着箱子在水平路面上走了）人提着箱子在水平路面上走了50米米 （5）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上 （6）人提着皮箱在电梯中上升）人提着皮箱在电梯中上升 有有 没有没
6、有 没有没有 没有没有 没有没有 有有 功力功力距离距离 功的计算功的计算 W = Fs 公公 式式 s W F F W s 注意：注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我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。们说物体克服这个力做功。 1.1.功功等于等于力力和物体在和物体在力的方向上通过的距离力的方向上通过的距离的乘积。的乘积。 2功的单位和物理意义功的单位和物理意义 牛牛 （N） 米米 （m） 焦耳焦耳 （J） 即：即：1 J1 N m W = Fs 物理意义：物理意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过的力使物体在力的方向上，通过1 m的距的距 离时
7、所做的功为离时所做的功为1 J。 单位：单位：焦耳焦耳 将两个鸡蛋举高将两个鸡蛋举高 1m，做功约做功约1J 将一袋将一袋10kg的的 大米从地面扛大米从地面扛 到肩上，到肩上，做功做功 约约150J 体重为体重为600N的某学生从一的某学生从一 楼走到二楼，楼走到二楼，做功约做功约1800J 将一瓶将一瓶500mL的的 矿泉水从地上矿泉水从地上 拿起，做功约拿起，做功约 10J 伟大的物理学家伟大的物理学家焦耳焦耳 焦耳焦耳是一位主要靠是一位主要靠自学成才自学成才的科学的科学 家，他对物理学做出重要贡献的过程不家，他对物理学做出重要贡献的过程不 是一帆风顺的。是一帆风顺的。18431843年
8、年8 8月，在考尔克月，在考尔克 的一次学术报告会中提出热量与机械功的一次学术报告会中提出热量与机械功 之间存在着恒定的比例关系，并测得热之间存在着恒定的比例关系，并测得热 功当量的值。这一结论遭到当时许多物功当量的值。这一结论遭到当时许多物 理学家的反对。理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同 的方法，的方法，长时间地反复进行实验。长时间地反复进行实验。直到直到18501850年，焦耳的科学结年，焦耳的科学结 论终于获得了科学界的公认。从论终于获得了科学界的公认。从18491849到到18781878年，焦耳反
9、复作了年，焦耳反复作了 四百多次实验四百多次实验，结果都相差不远。，结果都相差不远。 注意：运用功的公式必须注意的几个问题 1、公式中的F与S必须在同一直线上； 2、公式中F的单位必须是（N）S的单位必须是（m）， 那么功的单位才是（J）； 3、F、S必须具有同时性： 即S必须是F一直参与下物体在力的方向上移动的距离。 4、 F、S必须具有同一性： 即F、S是指同一物体受到的力和在力的方向上运动的距 离。 1、一台拖拉机耕地时，牵引力是103牛， 前进了1000分米，此拖拉机牵引力做了多少 功？重力做了多少功？ 解：解：S=1000dm=100mS=1000dm=100m 10103 3 N
10、N100100 m m 10105 5 J J 重力做功为零。重力做功为零。 2、一颗重为2N的苹果从2米高的 树上掉下来，重力做了多少功？ 解：FS=GhFS=Gh2N2m 4J 3.某足球运动员在水平方向用某足球运动员在水平方向用25 N的力，将的力，将10 N的球沿水平地的球沿水平地 面踢出，踢出后球在地面上滚了面踢出，踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过才停下来。在球滚动过 程中，脚对球所做的功为（程中，脚对球所做的功为（ ）。）。 A750 J B300 J C450 J D0J D 4 4、如图，重为、如图，重为10N10N的物体沿着长为的物体沿着长为2m2m， 高为高
11、为1m1m的光滑斜面自顶端滑下，求重力的光滑斜面自顶端滑下，求重力 做功。做功。 h F=G 解：解： W=FS=Gh=10NW=FS=Gh=10N1m=10J1m=10J 答：重力做功为答：重力做功为10J10J 5 5、小明提着重、小明提着重100N100N的水桶，在水平地面上前进的水桶，在水平地面上前进 了了10m10m，再走上高为，再走上高为3m3m，楼梯长为，楼梯长为6m6m的石阶，的石阶， 他克服水桶重力做了多少功？他克服水桶重力做了多少功？ 解：解：因为因为FG100N，sh3m 由由WFsGh100N3m300J 答：小明克服水桶重力做功答：小明克服水桶重力做功300J300J。 6.如图所示，已知m1m2m3，在同样大小 的力F的作用下，三个物体都沿着力的方向 移动了距离s，且m1匀速移动、m2减速移 动、m3加速移动，则外力F所做的功 A甲情况下F做功最多 B乙情况下F做功最多 C丙情况下F做功最多 D三种情况下，F做功相同 D
