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第十一章 功和機械能
第1節 功
哪個力對小車向前運動有“成效”？有“貢獻”呢？
F 對小車做了功
F支
Ｇ
Ｆ
F支
Ｇ
F阻
小車靜止在桌面上時受到幾個力的作用？
小車向右勻速前進一段距離，小車受到幾個力的作用？
　叉車舉高貨物
F
s
　　物理學中的功主要是吸收了“貢獻”的意思。如果某個力對物體的移動做出了貢獻，取得了成效，說這個力對物體作了功。
一、力學中的功
1．功：
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，這個力對物體做了功。
馬拉車
F
s
F
拉力對車做了功
s
F
F
起重機吊起貨物
拉力對貨物做了功
（作用在物體上的力）
（物體在這個力的方向上移動了距離）
Ｆ
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么標準來判斷是否做功嗎？
s
F
F
F
s
F
為了敘述方便，有時某個力做功往往也說成施力的物體做功
沒有做功（勞而無功）
人用力推大石頭而沒推動
無距離 s＝0
有力 F≠0
分 析
議一議
當你抱著一摞書不動時，你累嗎？你對書做功了嗎？為什么？
沒有做功（不勞無功）
分 析
s ≠ 0
F = 0
冰壺在平滑的冰面上滑行
議一議
用腳踢出足球，球在地面上滾動，滾動過程中，人對球做功了嗎？
沒有做功（垂直無功）
提箱子在水平路面上行走
分 析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向與運動方向垂直
學生背著書包,
水平運動
F
力F對書包沒做功
（1）F ≠ 0，s = 0，有力無距；勞而無功
3.三種不做功的情況
（2）F = 0，s ≠ 0，有距無力；不勞無功
（3）F ≠ 0，s ≠ 0，F⊥s，力距垂直。垂直無功
一、力學中的功
力學中的功的大小怎樣計算呢？
②根據以上說明做功多少與_ _________________和
____________________________ _有關。
①比較甲、乙，___做的功多;比較甲、丙，___做的功多。
乙
丙
作用在物體上的力大小
物體在力的方向上移動距離的遠近
功＝力×距離
二、功的計算
1．功等于力和物體在力的方向上通過的距離的乘積。
W = Fs
公 式
2．功的單位和物理意義。
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
二、功的計算
W = Fs
意義：1 N的力使物體在力的方向上通過1 m的距離所做的功為1 J。
單位：焦耳
例　小明用50 N的水平推力推重100 N的箱子，水平勻速前進了10 m，小明做了多少功？
解：W＝ Fs ＝50 N×10 m＝500 J
答：他推箱子做功500 J。
W=Gs=100 N×10 m=1 000 J
×
練一練
50 N
100 N
10 m
思考：水平向前推箱子時，重力做了多少功？
拓展 關于克服阻力做功
當力和物體在力的方向上通過的距離相反時，我們說物體克服這個力做功。
如:在水平面上推動物體前進時，要克服摩擦力做功；
提高物體時要克服重力做功。
F拉力
G
F推力
f摩擦
克服摩擦力做功 W =fs
克服重力做功W =Gh
物理上的“功”指什么？
功的單位是什么？
怎樣判斷力對物體做功了？
本課小結
功如何計算？
1.小勇用25 N的水平力，將重10 N的足球沿水平地面踢出，踢出后足球在地面上滾了30 m才停下來。在足球滾動過程中，腳對足球所做的功為（ ）。
A．750 J B．300 J
C．450 J D．0
D
隨堂練習
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
解析：功的計算公式：W=Fs可知，功的大小取決于F與s的乘積，上面三種情況下F與s都一樣，所以三次力對物體做的功是一樣大的。
A
隨堂練習
3. 2021年5月15日，“祝融號”火星車(如圖甲所示)在火星上留下了屬于中國的第一道印記。發射前，火星車在水平地面上進行測試時，受到的摩擦力為200 N，其速度v與時間t的關系圖像如圖乙所示。(空氣阻力忽略不計，g取10 N/kg)
求：火星車做勻速直線運動
時，牽引力做的功。
隨堂練習
此階段的速度為：v=20 cm/s=0.2 m/s，
所以勻速行駛30 s的路程：s=vt=0.2 m/s×30 s=6 m，
隨堂練習
解析：由圖乙可知，火星車在10～40 s內做勻速直線運動，牽引力：F牽= f = 200 N。
故，牽引力做的功：
W=F牽s =200 N×6 m=1.2×103 J 。
物理學家——焦耳
介紹
主要成就
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼徹斯特近郊的沙弗特，英國物理學家，英國皇家學會會員。
熱功當量：焦耳測出了熱功當量，1卡=4.15焦耳。
焦耳定律：電流通過導體所產生的熱量與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比。
焦耳熱：毛細管電泳需要電場做功，有電場做功就會產生熱量。

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