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第十一章 功和機械能
第1節 功
視頻欣賞——《武功》
課堂導入
物理學上也有一個重要的概念叫做“功”，物理上的這個“功” 跟武功的“功”的含義相同嗎？
一、力學中的功
一、力學中的功
（1）問題探究
探究一：觀察圖甲、乙所示的兩種情況，他們正在做什么？找找他們活動中的共同點。
1. 功的概念
甲
乙
活動中的共同點：都對其他物體施加了力的作用，并且物體在力的方向上都移動了一段距離，力的作用都有了成效。
一、力學中的功
1. 功的概念
F支
G
F
F支
G
f
用力F 拉水平面上的小車前進，則小車受到幾個力的作用？
探究二：
靜止在水平面上的小車，小車受到幾個力的作用？
重力G和地面的支持力F支
重力G、地面的支持力
F支、拉力F、摩擦力f
哪個力對小車的運動有貢獻？
拉力F對小車的運動有貢獻。
一、力學中的功
1. 功的概念
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，在物理學中就說這個力對物體做了功。
物理學中的功包含一種“貢獻”和“成效”的含義，如果某個力對物體的移動做出了貢獻，就說這個力對物體做了功。
（2）功的概念
一、力學中的功
2. 做功的兩個必要條件
一是作用在物體上的力；
二是物體在這個力的方向上移動了距離。
（1）力學中的功包括兩個必要條件
一、力學中的功
2. 做功的兩個必要條件
（2）現象分析
如圖所示是力對物體做功的兩個實例。
這些做功的實例有什么共同點？
小車在推力的作用下向前移動了一段距離
F拉力
物體在繩子拉力的作用下升高了一段距離
物體受到了力；在力的方向上移動了距離。
一、力學中的功
3. 力對物體不做功的三種情況
（1）有力無距離（勞而無功）
有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過距離，力對物體沒有做功（力的作用沒有成效）。
人用力推車沒有推動
F
人搬而未起
F
一、力學中的功
3. 力對物體不做功的三種情況
（2）有距離無力（不勞無功）
物體因為慣性通過一段距離，運動方向上沒有力對物體做功（離開力說功是無意義的）。
冰壺在平滑的冰面上滑行、球在空中飛行時，是由于慣性，在運動方向上沒有力做功。
一、力學中的功
3. 力對物體不做功的三種情況
（3）力與運動距離的方向垂直（垂直無功）
物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直，物體在力的方向上沒有通過距離，這個力對物體沒有做功（力的作用沒有成效）。
服務員托著食品盤送菜
托力F
距離s
提著滑板在水平路面上前行
物體通過的距離與力的方向垂直，力不做功。
∟
拉力F
如果一個物體在力的作用下，并且在這個力的方向上移動了距離，力對物體才能做功。A、B、C選項中都不符合做功的兩個必要因素，所以是錯誤的。
D選項中，有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動了距離，所以該力就一定做功。
一、力學中的功
跟蹤練習
D
【例題1】下列關于功的各種說法中，正確的是（ ）
A. 只要有力作用在物體上，就一定做了功
B. 只要物體移動了距離，就一定做了功
C. 只要有力作用在物體上，物體又移動了距離，就一定做了功
D. 只要有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動了距離，就一定做了功
【例題2】如圖所示的四種情形中，對力是否做功判斷正確的是（　　）
A．甲圖中人提著滑板在平直的路上勻速行走，人對滑板做了功
B．乙圖中人推著車在平直的道路上勻速行走，人對貨車做了功
C．丙圖中人用力搬石頭但石頭未被搬動，人對石頭做了功
D．丁圖中足球離開腳后繼續在空中飛行時，人對足球做了功
一、力學中的功
跟蹤練習
B
二、功的計算
二、功的計算
甲
乙
丙
（1）觀察思考
①如圖所示，是起重機把每一個重力都相同的貨物提高的情景，請你仔細觀察，思考下面的問題。
甲與乙兩次，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？
甲與丙兩次，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？
1. 功及其計算公式
二、功的計算
甲
乙
丙
分析：甲與乙兩次，乙做功多。因為力相等，乙通過的距離大。
甲與丙兩次，丙做功多。因為通過的距離相等，丙用的力大。
結論：作用在物體上的力越大，物體在力的方向上移動的距離越大，力所做的功越多。
1. 功及其計算公式
甲把重為500N的石料提到高2m的墻頂上
乙把重為200N的瓦片提到高6m的屋檐上
②甲與乙都在做功，怎樣比較他們做功的大小呢？
1. 功及其計算公式
二、功的計算
二、功的計算
（2）功
力學中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
（3）計算公式
功＝力×距離 W = Fs
F 表示力 ，s 表示沿力的方向移動的距離，W 表示功。
1. 功及其計算公式
F
F
s
二、功的計算
1. 功及其計算公式
（4）功的單位
在國際單位制中：
力F的單位是牛（N），距離s的單位是米（m） ，則功W的單位是牛 米；它有一個專門的名稱叫做焦耳，簡稱焦，符號是 J。
1J=1N m
1N的力使物體在力的方向上通過1m的距離時所做的功為1J
甲做功W甲 = F甲s甲=500N×2m=1000J
乙做功W乙 = F乙s乙=200N×6m=1200J
想一想：你現在可以比較他們做功的大小了吧？
1. 功及其計算公式
二、功的計算
甲把重為500N的石料提到高2m的墻頂上
乙把重為200N的瓦片提到高6m的屋檐上
乙做功多.
【例題3】質量為50kg的雪橇上裝滿了350kg的原木，一匹馬拉著雪橇沿著平直的雪地中勻速前行，將原木運到了500m外的貨場。如果雪橇行進中受到的摩擦力是800N，求馬的水平拉力做的功。
跟蹤練習
雪橇在平直的雪地勻速前行，則馬的水平拉力
F拉=F摩=800N
雪橇沿水平拉力的方向移動的距離s=3000m
所以馬的水平拉力做的功
W=Fs=800N×500m=4×105J
注意：雪橇受到的重力G與雪地的支持力F都不做功。
二、功的計算
三、課堂總結
①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，在物理學中就說這個力對物體做了功。
②力學中的功包括兩個必要因素 ：一是作用在物體上的力；
二是物體在這個力的方向上移動了距離。
③力對物體不做功的三種情況：有力無距離；有距離無力；
力與運動距離的方向垂直。
①功：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：功＝力×距離 W = Fs
③功的單位：焦，符號是 J
④公式變形：求作用在物體上的力：F=W/s
求在力的方向上移動的距離：s=W /F
功
三、課堂總結（1）
力學中
的功
功的計算

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