1、第第1 1节节 功功第十一章第十一章 功和机械能功和机械能1.1.图中物体受到几个力的作用？图中物体受到几个力的作用？2.2.什么力对物体的向上移动作出了贡献？什么力对物体的向上移动作出了贡献？GT网球在光滑地面上滚动网球在光滑地面上滚动上面展示的三幅图中，有的力对物体移动有上面展示的三幅图中，有的力对物体移动有贡献，有的力则对物体移动没有贡献。贡献，有的力则对物体移动没有贡献。物理学中的物理学中的“功功”吸收了一种吸收了一种“贡献贡献”和和“成效成效”意思在里面。意思在里面。一、力学中的功一、力学中的功 1 1、定义：一个、定义：一个力力作用在物体上，物体作用在物体上，物体在这个在这个力的方
2、向力的方向上移动了一段上移动了一段距离距离，力学，力学里就说这个力做了功。里就说这个力做了功。F Fs小孩的拉力小孩的拉力拉小狗移动了一段距离拉小狗移动了一段距离s s，我们说小孩的拉力对小狗做了功，或简单我们说小孩的拉力对小狗做了功，或简单地说小孩对小狗做了功。地说小孩对小狗做了功。s叉车的举力叉车的举力将货将货物移动了一段距离物移动了一段距离s s，我们说叉车的举力我们说叉车的举力对货物做了功，或对货物做了功，或简单地说叉车对货简单地说叉车对货物做了功。物做了功。s 锤子对锤子对钉子的锤力钉子的锤力F F使钉子移动使钉子移动了一段距离了一段距离s s，我们说锤子我们说锤子的力对钉子的力对钉
3、子做了功，或做了功，或简单地说锤简单地说锤子对钉子做子对钉子做了功。了功。它们都做功了吗？它们都做功了吗？有力且又在力的方向上移动了一段距离有力且又在力的方向上移动了一段距离做功做功它们都做功了吗？它们都做功了吗？有力无距离，有力无距离，不做功。不做功。有力但没在力的方有力但没在力的方向上移动一段距离，向上移动一段距离，不做功。不做功。提着小桶在水平路提着小桶在水平路上匀速前进。有力上匀速前进。有力有距离，但有距离，但力与距力与距离垂直离垂直。v光滑的冰面光滑的冰面水平方向上移动了距离，但水平方向上移动了距离，但水平方向水平方向上没有受力上没有受力，所以没有做功。，所以没有做功。（1)1)有力
4、作用在物体上有力作用在物体上 F F(2(2）物体在这个力的方向上移动）物体在这个力的方向上移动了一段距离了一段距离 s s必要因素必要因素必须同时具备，必须同时具备，两者缺一不可两者缺一不可怎样才算做功？怎样才算做功？2 2、做功的两个必要因素、做功的两个必要因素物体在什么情况下不做功吗？物体在什么情况下不做功吗？（1 1）物体受到力的作用，但保持静止状态）物体受到力的作用，但保持静止状态 s=0s=0，劳而无功，劳而无功（2 2）物体在运动方向上不受力的作用，由于惯）物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动性而运动 F F=0=0，不劳无功，不劳无功（3 3）物体受到某力的作用，但运动
5、方向始终与）物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直该力方向垂直 F Fss，劳而无功，劳而无功3 3、物体不做功的情况、物体不做功的情况小车陷入草地中，农夫用力没能推出，农小车陷入草地中，农夫用力没能推出，农夫对小车做功了吗？夫对小车做功了吗？期中考试没考好，小卫无精打采地背着书包期中考试没考好，小卫无精打采地背着书包走在校园林间小道上，小卫对书包做功了吗？走在校园林间小道上，小卫对书包做功了吗？没有办法，考得再差，也得回家啊！请没有办法，考得再差，也得回家啊！请问，下列情景中，小卫对书包是否做功？问，下列情景中，小卫对书包是否做功？波比从楼上摔了下来，摔得鼻青脸肿波比从楼上摔了下来
6、，摔得鼻青脸肿的，什么力对波比做了功？的，什么力对波比做了功？下面哪些情景有功存在下面哪些情景有功存在图丙杠铃被举在图丙杠铃被举在高处静止不动，高处静止不动，尽管运动员对杠尽管运动员对杠铃用了力，但杠铃用了力，但杠铃铃没有在力的方没有在力的方向上移动一段距向上移动一段距离离，所以运动员，所以运动员对杠铃对杠铃没有做功没有做功。（劳而无功）（劳而无功）1 1举重运动员举起杠铃的过程，举力做了功。举重运动员举起杠铃的过程，举力做了功。2 2汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力对汽汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力对汽车做了功。车做了功。3 3苹果从树上落下，重力对苹果做了功。苹果从树上落下，重力对苹
7、果做了功。4 4拉动小车在水平面上移动一段距离，桌子的拉动小车在水平面上移动一段距离，桌子的支持力对小车做了功。支持力对小车做了功。5.5.用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做了功。中，人对球做了功。判断下列说法是否正确，并说出为什么。判断下列说法是否正确，并说出为什么。注：严格来讲，说注：严格来讲，说“功功”，一定要说清是哪个力做，一定要说清是哪个力做的功。的功。有时为了方便，某个力做功往往也说成有时为了方便，某个力做功往往也说成施力的施力的物体物体做了功。做了功。比如：人推小车，推力做了功，常常说成比如：人推小车，推力做了功，常常说成 人
8、做了功人做了功你用力推墙你用力推墙,墙没动你是否对墙做了功墙没动你是否对墙做了功?有力作用在物体上有力作用在物体上,但物体没有在力的方但物体没有在力的方向上移动一段距离，力没做功。向上移动一段距离，力没做功。我将手中的粉笔水平丢出我将手中的粉笔水平丢出,粉笔在空中飞行粉笔在空中飞行,我是否对粉笔做了功我是否对粉笔做了功?物体没有受到力物体没有受到力,是靠惯性移动，力没做功。是靠惯性移动，力没做功。思考思考二、功的计算二、功的计算1J=1 Nm1J=1 Nm1 1、功等于、功等于力与物体在力的方向上移动的距离力与物体在力的方向上移动的距离的乘积的乘积2 2、计算公式：、计算公式：W W=FsFs
9、3 3、功的单位：、功的单位：焦耳，简称焦，符号焦耳，简称焦，符号J J 用用1N1N的力使物体沿着力的方向移动的力使物体沿着力的方向移动1m1m的距离，则该力对物体做了的距离，则该力对物体做了1J1J的功的功例题：质量为例题：质量为50kg50kg的雪橇上装载了的雪橇上装载了350kg350kg的货物，的货物，一匹马拉着它将货物一匹马拉着它将货物匀速匀速运到了运到了3000 m3000 m外的货场。外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是如果雪橇行进中受到的摩擦力是800800，求马运，求马运货时做的功。（货时做的功。（g=10 N/kg)g=10 N/kg)解解:匀速前进匀速前进 F F=F
10、 F摩摩 =800 N=800 N 由由s s得得 s s=800 N=800 N3 000 m=2.43 000 m=2.410106 6 J J 答：马运货时做的功是答：马运货时做的功是2.42.410106 6 J J。在平地上，一小朋友用在平地上，一小朋友用50 N50 N的水平推力的水平推力推动重推动重100 N100 N的箱子，前进了的箱子，前进了10 m10 m，推箱子的，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高高1.5 m1.5 m，他做了多少功？，他做了多少功？10m50N100N解：由解：由 W=Fs W=Fs 得得 人推箱子时
11、做的功人推箱子时做的功 W W1 1=F=F1 1s s1 1=50 N=50 N10 m=500 J10 m=500 J 人举箱子时，人举箱子时，匀速举起匀速举起 F F2 2=G=G =100 N=100 N 此时人做功此时人做功 W W2 2=F F2 2s s2 2=Gh Gh=100 N=100 N 1.5 m=150 J1.5 m=150 JABCA A、W W1 1=W=W2 2 B B、W W1 1WW2 2 C C、W W1 1WW2 2 D D、不能确定、不能确定一个人先后用同样大小的力沿水平方向一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不拉木箱，
12、使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。拉力同的水平地面上前进相同的距离。拉力F F做的功分别为做的功分别为W W1 1和和W W2 2，则，则W W1 1和和W W2 2的关系是的关系是 （）如图，用水平力如图，用水平力F F拉物体拉物体A A在光滑水平面上在光滑水平面上沿直线移动沿直线移动s s，做功，做功W W1 1；用同样大小的力；用同样大小的力F F拉拉物体物体B B在粗糙的水平面上沿直线也移动在粗糙的水平面上沿直线也移动s s，做功做功W W2 2；用同样大小的力；用同样大小的力F F拉物体拉物体C C在斜面上在斜面上沿直线也移动沿直线也移动s s，做功，做功W
13、W3 3。W W1 1、W W2 2、W W3 3的关系的关系是：是：AFA A光滑平面光滑平面BFB B粗糙平面粗糙平面CFC C斜面斜面W1W2W3机械功原理机械功原理 用机械工作时，有时可以省力，有时可以省用机械工作时，有时可以省力，有时可以省距离，但省力必然费距离，省距离则一定费力，距离，但省力必然费距离，省距离则一定费力，既省力又省距离是不可能的。也就是说既省力又省距离是不可能的。也就是说使用任何使用任何机械都不能省功机械都不能省功。这个结论叫做机械功原理。这个结论叫做机械功原理。1.1.重重100 N100 N的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速前进
14、前进4m4m，外力做的功为，外力做的功为 J J，重力做的功为，重力做的功为 J J。2.2.放学后，某同学背着重放学后，某同学背着重40 N40 N的书包沿水平路面走了的书包沿水平路面走了200 m200 m，又登上大约，又登上大约10 m10 m高的四楼才回到家。则他在回高的四楼才回到家。则他在回家的过程中对书包做的功约为（家的过程中对书包做的功约为（）A.0J B.400J C.2000J D.2400JA.0J B.400J C.2000J D.2400J0 00 0B B课堂训练课堂训练3.3.奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75 kg75 kg以
15、上以上级举重金牌，她的挺举成绩是级举重金牌，她的挺举成绩是165 kg165 kg。估算她在挺举。估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为（全过程中对杠铃做的功为（）A.3A.310102 2 J B.1J B.110103 3 J J C.3C.310103 3 J D.5J D.510103 3 J J C C4.4.用用200 N200 N的力，在粗糙不同的水平路面上，沿水的力，在粗糙不同的水平路面上，沿水平方向分别拉重平方向分别拉重500 N500 N和和800 N800 N的两辆小车匀速前进的两辆小车匀速前进4m4m，则（，则（）A.A.拉重车做的功多拉重车做的功多B.B.拉轻车做的功多拉轻车做的功多C.C.拉两辆车做的功一样多拉两辆车做的功一样多D.D.无法确定无法确定C C一、功的概念一、功的概念 二、做功的两个必备因素二、做功的两个必备因素 三、功的计算及单位三、功的计算及单位 力和物体在力的方向上移动距离的乘积力和物体在力的方向上移动距离的乘积1.1.有力的作用有力的作用 2.2.在力的方向上有移动一段距离在力的方向上有移动一段距离 WFs单位：单位：1 J1 J1 Nm 1 Nm 小结小结
