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第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒
第3節(jié) 能量轉(zhuǎn)化的量度
第1課時(shí) 功
情境引入
為了了解科學(xué)中的功，我們來(lái)分析幾個(gè)實(shí)例。
1.叉車的舉力F將貨物移動(dòng)了一段距離，我們說(shuō)叉車的舉力對(duì)貨物做了功，或簡(jiǎn)單地說(shuō)叉車對(duì)貨物做了功。
2.錘子對(duì)釘子的錘力F使釘子移動(dòng)了一段距離，我們說(shuō)錘子的力對(duì)釘子做了功，或簡(jiǎn)單地說(shuō)錘子對(duì)釘子做了功。
一、功
1.功
（1）功的概念
在科學(xué)上：
如果物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
他們都做功了嗎？
用力將箱子拉走
費(fèi)力推箱子，但箱子沒(méi)有移動(dòng)
用力拉動(dòng)箱子對(duì)箱子做了功；費(fèi)力推箱子但箱子沒(méi)移動(dòng)位置，所以沒(méi)有做功。
網(wǎng)球在光滑地面上滾動(dòng)
有力對(duì)網(wǎng)球做功嗎？
答：水平方向上移動(dòng)了距離，但水平方向上沒(méi)有受力，所以沒(méi)有做功。
做功的兩個(gè)必要因素是：
1.有力作用在物體上 F
2.物體在力的方向上移動(dòng)了一段距離 s
必要因素
二者必須同時(shí)具備，缺一不可
（2）力對(duì)物體不做功的三種情況
（1）有距離無(wú)力：物體沒(méi)有受到力的作用。如冰壺離手后
由于慣性在冰面上通過(guò)一段距離，人對(duì)冰壺不做功。
（2）有力無(wú)距離：物體受到了力，但沒(méi)有移動(dòng)距離。如用
力推車而車不動(dòng)，推力沒(méi)有做功。
（3）力的方向與距離的方向垂直：物體受到了力同時(shí)也移
動(dòng)了一段距離，但力的方向始終跟運(yùn)動(dòng)方向垂直。如手提
水桶水平勻速移動(dòng)，提水桶的力沒(méi)有做功。
這棵樹(shù)好大啊，抱回家吧！他抱得動(dòng)嗎？他對(duì)樹(shù)做功了嗎？
期中考試沒(méi)考好，小衛(wèi)背著書(shū)包無(wú)精打采地走在校園林間小道上，小衛(wèi)對(duì)書(shū)包做功了嗎？
沒(méi)有辦法，考得再差，也得回家啊！請(qǐng)問(wèn)，下列情景中，小衛(wèi)對(duì)書(shū)包是否做功？
2.功的計(jì)算
（1）計(jì)算公式
科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的
距離的乘積。
即功=力×距離。用符號(hào)表示：W=Fs。
（2）功的單位
在國(guó)際單位制中，功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，
單位符號(hào)為J。
1焦=1牛·米
含義：1牛的力使物體在力的方向上通過(guò)1米的
距離時(shí)所做的功為1焦。
（3）應(yīng)用公式W=Fs計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
①明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功。
②移動(dòng)的距離必須是物體在力的方向上
移動(dòng)的距離，這個(gè)距離可能與物體運(yùn)動(dòng)
的路程不相等。
例如，人提物體勻速上樓時(shí)，人對(duì)物體做功，此時(shí)s應(yīng)是物體被提升的高度，所以W=Fs=Gh，如圖所示。
③F與s的同時(shí)性：物體受力的同時(shí)移動(dòng)了距離；在移動(dòng)距離的同時(shí)受了力。
④ F與s的同體性：F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象。
⑤ F與s的同向性：當(dāng)F作用在物體上時(shí)，s是物體在力的方向上通過(guò)的距離。
（4）做功的實(shí)質(zhì)
做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，力對(duì)物體做多少
功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。因此，可以用功來(lái)量度能
量轉(zhuǎn)化的多少。
牛刀小試
1.某足球運(yùn)動(dòng)員在水平方向用25 N的力，將10 N的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滾了30 m才停下來(lái)。腳對(duì)球所做的功為（ ）
A.750 J B.300 J
C.450 J D.不確定
D
2.下列情況中，力對(duì)物體做了功的是（ ）
A.用力舉著重物在空中不動(dòng)
B.手提著重物在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)
C.冰塊在光滑的水平冰面上勻速運(yùn)動(dòng)
D.用力把木箱搬起來(lái)
D
3.甲、乙兩個(gè)集裝箱的質(zhì)量相等，用起重機(jī)將甲集裝箱以1 m/s的速度提升10 m，將乙集裝箱以2 m/s的速度提升同樣的高度，則有W甲______W乙。（選填“<”“=”或“>”）
=
課堂小結(jié)
1.功
如果物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上
通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
2.功的計(jì)算
功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。
即功=力×距離

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