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第十一章：機械功和機械能
11.1怎樣才叫做功
滬粵版
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新課導入
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挖掘機工作時，將物體從地面提升到一定高度。用力托起貨物，使物體在這個力的方向上發生了位置的移動。
雷神山火神山醫院建成使我們看到了挖掘機工作的成效。那么在物理學中，怎么描述這種成效呢？
一、功
挖掘機舉高貨物的過程中，貨物受到一個向上的力F的作用，并且在這個力的作用下，向上移動了一段距離s，叉車托起貨物的力對貨物做了功。
F
F
s
一、功
1、物理學中規定：作用在物體上的力，使物體在力的方向上移動一段距離，就說這個力對物體做了機械功，簡稱做了功。
（用力沿水平方向推著小車前進）
做功的兩個必要因素：
（1）作用在物體上的力；
（2）物體在力的方向上通過的距離。
一、功
這兩個因素
缺一不可
判斷下列情景中人是否做功：
用力推卻推不動
端酒
人踢球，足球慢慢停下來
不做功的情況：
（1）物體受到力，但沒有移動距離，即通過的路程
為零；
s=0
“勞而無功”
（2）物體沒有受到力的作用，靠慣性通過一段路程；
F=0
“不勞無功”
（3）物體受力方向和物體運動的方向垂直；
F與s的方向垂直
“垂直無功”
1．如圖所示，當服務員托著餐盤在水平路面上勻速行走時，他的手對餐盤
；當服務員托著餐盤從一樓廚房上到二樓的餐廳時，他的手對餐盤
(填“做了功”或“沒有做功”)．
沒有做功
做了功
課堂練習
2．(桂林期末)下列情況下，小桂對物理課本做了功的是(
)
A．閱讀靜止在桌面上的物理課本
B．水平推物理課本，但未推動
C．物理課本自由下落
D．將物理課本從地面撿起
D
課堂練習
二、功的計算
1.定義：物理學中規定功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積，即功=力×物體在力的方向上移動的距離。
2.計算公式：W=Fs
變形式：F=
——
，
。
W
s
=
——
s
W
F
W:功
F:力
s：距離
二、功的計算
3.單位
在國際單位制中，力的單位是牛（N），距離的單位是米（m），功的單位是牛·米（N·m）。
焦耳
為了紀念英國物理學家焦耳，人們用他的名字命名了功的單位。
功的單位：焦耳，簡稱焦，符號J。1J=1N·m。
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。
二、功的計算
把2只雞蛋舉高1米，做的功大約是1J。
想一想
二、功的計算
如圖所示，某人用沿斜面向上的力F=100N，把木箱沿斜面推到2m高處。斜面長4m，這個人做了多少功？
已知：F=100N，s=4m。
求：W=？
解：W=F·s=100N×4m=400J
答：這個人做了400J的功。
4.應用W=Fs計算功時的注意事項
（1）必須使用國際單位制中的單位；
（2）做功的多少只與作用在物體上的力F和在力F的方向上移動的距離s有關，與物體的質量、速度、時間，運動狀態等無關。
（3）利用公式進行計算時，力的大小和方向是不變的，若力的大小和方向是變化的，應分過程計算。
（4）F和s必須對應同一個物體。
三、機械功原理
如圖（甲）所示，用5N的力把一磚塊勻速提升1m，做功多少？
如圖（乙）所示，如果用定滑輪把同樣的磚勻速提升1m，做功多少？
如圖（丙）所示，如果用動滑輪把同樣的磚勻速提升1m，做功又是多少？
F
F
s
（甲）
（乙）
（丙）
三、機械功原理
如圖（甲）所示，用5N的力把一磚塊勻速提升1m，做功多少？
如圖（乙）所示，如果用定滑輪把同樣的磚勻速提升1m，做功多少？
如圖（丙）所示，如果用動滑輪把同樣的磚勻速提升1m，做功又是多少？
F
F
s
（甲）
（乙）
（丙）
三、機械功原理
省力的機械必然費距離；省距離的機械則一定費力；既省力又省距離的機械是不存在的。
使用任何機械都不能省功，這就是機械功原理。
1.機械功
2.物體做功的兩個必要因素：
①作用在物體上的力；
②物體在力的方向上通過一段距離。
3.功的計算
功=力×距離（W=Fs）
4.機械功原理
課堂訓練
如圖所示的情境中，關于力對物體做功的敘述，正確的是（
）
A.大力士拉著汽車前行，此時人拉車的力做了功
B.起重機吊著重物水平移動，鋼絲繩的拉力對重物做了功
A
C.舉重運動員舉著杠鈴不動，運動員對杠鈴做了功
D.足球在水平地面上運動，足球的重力對足球做了功
1
課堂訓練
2、如圖所示，運動員推著冰壺從A點出發，運動6
m后，冰壺在B點被推出，沿冰道運動30
m到O點停下來．若運動員對冰壺的推力是10
N，則整個過程中，運動員對冰壺做的功是＿＿＿＿J.。
60
課堂訓練
3、一個足球運動員用100
N的力踢一個重為5
N的足球，球離腳后在水平草地上向前滾動了30
m，在足球滾動的過程中，運動員對足球做的功是(
)
A．3000
J
B．500
J
C．150
J
D．0
J
D
課堂訓練
4、如圖所示，彈簧測力計的示數是10
N，物體A的重力為50
N，在力F的作用下，物體A在水平面上勻速移動了4
m，所用的時間是10
s，求：(不計滑輪重、繩重及滑輪與繩的摩擦)
(1)物體A受到的摩擦力．
(2)繩子自由端的移動速度．
(3)拉力F做的功．
解：(1)
物體A受到摩擦力：f＝2F＝2×10
N＝20
N
(2)
繩子自由端的移動速度：0.8
m/s
(3)拉力F做的功:
80J
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