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第3节 做功了吗
第十章 机械与人
生活中常常需要把粮食、蔬菜、水果等生活用品从楼下拿到楼上，工厂里常常需要把机器、材料和产品从一个地方运送到另一个地方……这些过程需要推、拉、搬、提等，耗费一定的力气，在物理学中如何来描写这个过程呢？
1.知道物理力学中做功的含义，理解做功包含的两个必要因素，能列举出生活中关于做功的实例。
2.掌握功的计算公式和单位，能应用公式W=Fs进行简单的计算。
任务一
机械功
活动：不考虑摩擦与滑轮重量，求下面三种情况下F与G的关系？S与h的关系？
F1=G S1=h
F2=G S2=h
F3=G S3=2h
省力的机械费距离，省距离的机械费力。
问题：同学之间交流讨论，分析分F、G、s、h的关系。
F1=G S1=h
F2=G S2=h
F3=G S3=2h
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功。
任务二
做功
活动：按照要求作图，并归纳出力对物体做功的两个必要因素是什么？
（要求：在每个实例图中标注人对物体施加力的方向和物体移动的方向）
小车在推力的作用下向前运动了一段距离
物体在绳子拉力的作用下升高
提着滑板在水平路面上前行
搬而未起
F
运动方向
F
运动方向
F
运动方向
F
力做功
力不做功
物体做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力
（2）物体在这个力的方向上移动的距离
问题1：结合下面两幅图情景，分析下列情况中是否做功？并归纳不做功的情况。
（1）起重机吊着重物水平匀速移动的过程（不计空气阻力），起重机对重物有没有做功？
（1）起重机对重物没有做功，起重机对重物只有拉力的作用，且方向竖直向上，在竖直方向上没有移动距离，所以起重机对重物没有做功。
（2）运动员举起杠铃后静止不动，运动员对杠铃有没有做功？
（2）运动员对杠铃没有做功，运动员举起杠铃后静止不动，有力但没有距离，所以运动员对杠铃不做功。
不做功的情况
（1）物体受到力的作用，但保持静止状态
s=0，劳而无功
（2）物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动
F=0，不劳无功
（3）物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直
F⊥s，劳而无功
问题2：列举生活中做功的实例。
（1）乘坐电梯上下楼梯时，电梯对人做功了；
（2）人在上下楼梯的过程中，重力做功了；
（3）举重运动员在举起杠铃的过程中对杠铃做功了；
活动小结
1.如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
2.物体做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力
（2）物体在这个力的方向上移动的距离
3.不做功的情况
（1）物体受到力的作用，但保持静止状态
（2）物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动
（3）物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直
任务三
功的计算
活动：学习了做功的两个必要因素，我们又该如何计算功呢？
标准的建立——一份工作量：将重1 N的煤，提升1 m
s=1 m
煤的重力（N） 提升的高度（m） 工作量（份）
1 1 1
情境1：把重为1 N的煤提升1 m、2 m和3 m，他们的工作量分别是多少？
s=1 m
煤的重力（N） 提升的高度（m） 工作量（份）
1 1 1
1 2
1 3
2
3
情境2：把1 N、2 N和3 N的煤提升1 m，他们的工作量分别是多少？
s=1 m
煤的重力（N） 提升的高度（m） 工作量（份）
1 1 1
2 1
3 1
2
3
情境3：将2 N重的煤提升3 m，是几份工作量？将3 N重的煤提升2 吗，又是几份工作量呢？
s=1 m
s=1 m
s=1 m
煤的重力（N） 提升的高度（m） 工作量（份）
2 3
3 2
6
6
情境分析结合课本，我们知道：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，功的表达式为：W=Fs，填写公式中各字母代表的物理量及单位并独立完成计算题。
W—— —— ；
F —— —— ；
s —— —— 。
功
焦耳（J）
力
牛（N）
力移动的距离
米（m）
问题：如图所示，用20N的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。试求推理和重力对物体做的功。
s
G
G
F
F
解：推力20N，物体在推力的方向移动距离0.5m，则
推力做功
W=Fs=20N×0.5m=10J
重力沿竖直方向，而物体在竖直方向上没有发生移动，
所以重力做功为零。
活动小结
1.功的表达式：W=Fs
2.力的单位为N，距离的单位为m。功的单位是N m，它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号是J。
1.水平地面上有一重为4 N的球，小孩用10 N的力踢球，球离脚后在地面上滚动2 m，那么小孩对球做的功为（ ）
A.8 N B.20 N
C.28 N D.不能确定
D
2.如图所示，一顾客用水平恒力F将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端，斜坡长s，高h，购物车（含车上物品）重G，再这过程中，水平推力做的功为（ ）
A.0
B.Fs
C.Gh
D.F
D
3.如图所示是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与下落高度关系正确的图线是（ ）
C
总结：请画出本节内容的思维导图
做功了吗
做功
功的计算
功的两个必要因素
作用在物体上的力
在力的方向上移动的距离
不做功的情况
有力无距离
力与距离垂直
有距离无力
公式：W=Fs
单位：焦耳、简称焦，符号J

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