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第十一章 功和機械能
第1節 功
一戶人家蓋房子，請了兩名工人幫忙搬運磚。一名力氣大，一名力氣小。
力氣小的工人一次搬 5 塊磚，成功搬到 2 樓。力氣大的工人一次搬 20 塊磚，結果沒搬動，放棄了。
最后老人給力氣小的工人發工資，并說道:“功不可沒”，力氣大的工人很自覺地說：“無功不受祿”。
思考：如何理解“功不可沒”“無功不受祿”中的“功”呢
1.知道力學中做功的含義以及做功包含的兩個 必要因素；
3.能應用公式W=Fs進行簡單的計算。
2.知道計算功的大小的表達式；
找一找相同點！
知識點一：力學中的功
s
F讓重物上升了S的距離
人抱起重物
F
馬拉動車
F
s
拉力讓車移動了一段距離
（1）都要用力；
（2）都在力的方向上通過一段距離；
（3）都達到了一定的成效。
相
同
點
馬拉著車子前進，車子受到了幾個力的作用？
G
F 對小車前進產生了效果
F
G
F阻
哪個力的作用對小車的前進產生了效果？
F支
F支
F支
F
G
F阻
s
在馬拉動車子前進的過程中，車子受到一個水平向右的拉力F的作用，并且水平向右移動了一段距離s，拉力F作用的效果體現在馬車被拉著移動了一段距離。對于這種情況，物理學中就說馬對車的拉力對馬車做了功。
通常而言，如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。
s
F
F
力的方向上沒有距離
F
F
S
有力，但沒有移動距離
√
√
×
×
判斷下圖中的力是否做了功？
做功的兩個必要因素
（1）作用在物體上的力
（2）物體在這個力的方向上移動的距離
二者缺一不可
生活中不做功的三種典型情況
勞而無功：物體受力,但物體沒有在力的方向上通過距離
沒有做功（勞而無功）
s＝0
F≠0
人用力推石頭而沒推動
不勞無功：物體移動了一段距離,但在此運動方向上沒有受到力的作用
沒有做功（不勞無功）
F = 0
用腳踢出足球
球在地面上滾動
s ≠ 0
生活中不做功的三種典型情況
垂直無功：物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直
沒有做功（垂直無功）
F ≠ 0
s ≠ 0
力的方向與運動方向垂直
生活中不做功的三種典型情況
1.定義：力學中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
2.計算公式：
牛（N）
米（m）
?！っ祝∟·m）
1J＝1N·m
W＝ F s
3.單位：
功
力
距離
焦耳（J）
1J的物理意義是1N的力作用在物體上，物體沿力的方向移動1m。
焦耳
F= ，s =
W
s
W
F
知識點二：功的計算
計算公式的說明
1.同體性，即F與s必須對應同一物體；
2.同時性，即F與s必須對應于同一時間，在受力的同時移動了距離；
3.同向性，即F與s方向必須一致。
拓展延伸：
初中階段研究力做功，主要指下列兩種情況：
（1）力和物體運動方向一致，稱為力對物體做功；
（2）力和物體運動方向相反，可以稱為克服這個力做功。如向上運動的某個物體，重力方向豎直向下，物體運動方向向上，可以說克服重力做功；汽車在阻力的作用下停止運動，阻力與運動方向相反，可以說克服阻力做功等。
例題：目前，我國正在大力推廣裝配式建筑。這種建筑方式不僅施工效率高，還能大幅降低能耗，避免現場粉塵、泥漿等的污染，實現綠色施工(如圖)。
(1)把質量為1.5t的構件勻速提升到30m高的樓頂，
豎直向上的拉力做了多少功
(2)依據需要，又將這個構件沿水平方向勻速移動
了3m。在水平運動階段，豎直向上的拉力又做了
多少功 g取10N/kg。
解(1)構件在豎直方向上做勻速直線運動，構件所受的拉力與重力大小相等，即
F=G=mg=1.5 ×103 kg× 10 N/kg=1.5 × 104N
構件在豎直方向上移動的距離s=30 m，所以，拉力做的功
W=Fs=1.5×104N×30 m=4.5 ×105J
(2)拉力的方向豎直向上。構件在水平方向上移動了3m，但在豎直方向上沒有移動距離，即s'=0。所以，拉力做的功
W'=Fs'=0
在豎直上升階段，拉力做的功為4.5×105J。在水平運動階段，拉力做的功為0。
功
力學中的功
功的定義
功的計算
公式：W=Fs
做功的兩個必要因素
單位：焦耳，1 J=1 N·m
①作用在物體上的力F；
②物體在力的方向上通過一段距離s
1. 如圖是冰壺比賽場地的示意圖。運動員從A點推動冰壺前進，到B點時松手，冰壺滑行到C點靜止。在冰壺由A到B、由B到C的過程中，運動員對冰壺是否做功 為什么
解析：冰壺由A到B過程中，運動員對冰壺施加了力F，冰壺也在力的方向移動了一段距離s，所以運動員對冰壺做了功；而由B到C過程中，冰壺由于慣性繼續向前運動，運動員沒有施力，所以此過程運動員沒有對冰壺做功；
A
C
B
投擲線
2. 如圖 所示，三個物體在大小相同的力F的作用下沿力的方向移動的距離均為s，力F對物體做的功分別為 W1、W2 、W3 ，則W1、W2 、W3的關系為（ ）
A. W1＝W2 ＝W3
B. W1＞W2 ＞ W3
C. W1＜W2 ＜ W3
D. W1＜W3 ＜ W2
A
3.在粗糙的水平面上，用 100N 的水平推力使一個重為 500N 的物體前進了10m，在此過程中（ ）
A. 推力做了5000J的功
B. 推力做了1000J的功
C. 重力做了5000J的功
D. 重力做了1000J的功
B

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