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第1节 功
第十一章 功和机械能
导入
同学们平时有没有玩过夹娃娃机？
夹娃娃时，机械爪子把娃娃从箱子底部提升到一定高度；
机械爪子用力拉起娃娃，使娃娃在这个力的方向上发生了位置的移动。
我们看到了机械爪子工作的成效。
一、力学中的功
在机械爪子举高娃娃的过程中，娃娃受到一个向上的力F的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离s，力F作用的成效体现在货物被举高了。
对于这种情况，物理学中就说机械爪子拉起娃娃的力做了功。
一、力学中的功
功的含义：当一个力（F）作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离（s），就说这个力对物体做了功。
功的物理意义：力在空间上的累计效果。
一、力学中的功
请你判断以下两个实例中，力对物体是否有做功？
并在图中画出物体受到力的示意图和物体运动的方向（箭头表示）。
都有做功。
想一想，这些做功的实例有什么共同点？
F
运动方向
F
运动方向
一、力学中的功
做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力（F）；
（2）物体在这个力的方向上移动的距离（s）。
判断一个力是否做功的方法：
判断是否同时满足做功的两个必要因素，这两个因素缺一不可，否则就谈不上做功。
（移动的距离与力具有同向性、同时性和同体性）
一、力学中的功
请你判断以下三个实例中，力对物体是否有做功？为什么？
（1）用力搬一块大石头而没有搬动。
石头在力的方向上没有移动，人对石头的作用力没有做功。
F
一、力学中的功
（2）踢飞足球后，足球在空中运动的过程中，人对足球的力。
虽然足球在空中运动的过程中，向前移动了一段距离，但是人对足球没有作用力，所以没有做功。
思考：球离开脚前的极短时间内，人对足球的力是否有做功？
有做功。
运动方向
一、力学中的功
（3）提着水桶在水平路面上前行。
手对水桶的力是向上的，而水桶只在水平方向上移动，并没有在提水桶的力的方向上移动，人提水桶的力没有做功。
运动方向
F
一、力学中的功
不做功的三种情况：
（1）有力无距离（有F，无s）。
（2）有距离无力（有s，无F）。（物体由于惯性而移动一段距离）
（3）力与移动的距离相互垂直（F⊥s）。
有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成施力物体做了功；
如人推小车，推力做了功，也常说人做了功。
一、力学中的功
小试牛刀：
1.（多选）下列有关功的说法正确的是（ ）
A．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
B．吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功
C．运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功
D．小孩用力推车车未动，小孩对车不做功
E．小吕推出去的铅球在空中飞行了一段距离，在飞行的过程中，小吕对铅球做了功
AD
一、力学中的功
2.匀速直线上升的电梯里，小吕用手拖着篮球的力 对篮球做功。
（选填“有”或“没有”）
有
二、功的计算
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功的计算公式：W＝Fs （统一国际单位制）
功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离的单位是
米（m），则功的单位是牛米（N·m），它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号是J， 1N·m＝1J。
二、功的计算
拓展：
（1）作用在物体上的力与物体运动方向相同，这个力对物体做正功；
如：推力对物体做的功。
F
s
二、功的计算
（2）作用在物体上的力与物体运动方向相反，这个力对物体做负功；
如：物体克服摩擦力或重力做的功。
G
s
f
s
二、功的计算
功的计算的解题思路：
①明确研究对象，分析研究对象受到哪些力的作用。
②明确是哪个力做了功。
③明确力的大小和物体在力的方向上移动的距离。
二、功的计算
小试牛刀：
1.一支步枪的枪膛长80cm，火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力是2000N，子弹离开枪口后在空中飞行40m后落在地上，则高压气体对子弹做的功是（ ）
A.1.6×103J
B.8×104J
C.8.16×104J
D.1.6×105J
A
二、功的计算
2.如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ）
A.乙图中的拉力做功最少
B.甲图中的拉力做功最少
C.甲、乙、丙三种情况下，拉力做功一样多
D.丙图中的拉力做功最多
C
二、功的计算
3.（多选）如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重力为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断错误的是( )
A．木箱受到拉力做功的大小为75J
B．木箱受到拉力做功的大小为300J
C．木箱受到斜面的支持力不做功
D．木箱受到斜面的支持力做功大小为200J
AD
二、功的计算
4.甲、乙汽车在水平公路上匀速直线行驶，牵引力F甲：F乙=3：1，速度v甲：v乙=4：1，车重力G甲：G乙=2：1，则在相等时间内牵引力做的功W甲：W乙为（ ）
A．3：1
B．6：1
C．12：1
D．24：1
C
二、功的计算
5.某工人在水平地面上，用100N的水平推力以0.5m/s的速度匀速直线推动重力为500N的物体，使它沿水平方向移动了2min，该过程中重力对物体所做的功是____J，水平推力对物体做的功是________J；
若工人用相同的推力将质量不同的两个箱子沿水平方向移动相同的距离，工人对两个箱子所做的功大小______（选填“相同”、“不同”）；若工人用相同的推力将同一个箱子分别在不同粗糙程度的地面上，沿水平方向移动相同的距离，则在不同的地面上，工人对箱子所做的功大小______
（选填“相同”、“不同”）。
0
6000
相同
相同
二、功的计算
6.如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示，第1s时，物体处于______状态，第7s时，物体处于_______________状态，第6s末到第9s末，推力F为______N，推力做的功是______J。
静止
匀速直线运动
4
24
二、功的计算
7.质量为50kg的小车上装载了60kg的旧衣服，小吕拉着小车沿着水平路面匀速直线前行了2km，到达了回收站。如果小车行进中受到的摩擦力是80N，求小吕的水平拉力做的功。
因为小车在水平路面上做匀速直线运动，处于平衡状态。
F=f=80N
s=2km=2000m
W=Fs=80N×2000m=1.6×105J
总结

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