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第十一章 功和机械能
第1节 功
哪个力对小车向前运动有“成效”？有“贡献”呢？
F 对小车做了功
F支
Ｇ
Ｆ
F支
Ｇ
F阻
小车静止在桌面上时受到几个力的作用？
小车向右匀速前进一段距离，小车受到几个力的作用？
　叉车举高货物
F
s
　　物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，说这个力对物体作了功。
一、力学中的功
1．功：
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，这个力对物体做了功。
马拉车
F
s
F
拉力对车做了功
s
F
F
起重机吊起货物
拉力对货物做了功
（作用在物体上的力）
（物体在这个力的方向上移动了距离）
Ｆ
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗？
s
F
F
F
s
F
为了叙述方便，有时某个力做功往往也说成施力的物体做功
没有做功（劳而无功）
人用力推大石头而没推动
无距离 s＝0
有力 F≠0
分 析
议一议
当你抱着一摞书不动时，你累吗？你对书做功了吗？为什么？
没有做功（不劳无功）
分 析
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
议一议
用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？
没有做功（垂直无功）
提箱子在水平路面上行走
分 析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
学生背着书包,
水平运动
F
力F对书包没做功
（1）F ≠ 0，s = 0，有力无距；劳而无功
3.三种不做功的情况
（2）F = 0，s ≠ 0，有距无力；不劳无功
（3）F ≠ 0，s ≠ 0，F⊥s，力距垂直。垂直无功
一、力学中的功
力学中的功的大小怎样计算呢？
②根据以上说明做功多少与_ _________________和
____________________________ _有关。
①比较甲、乙，___做的功多;比较甲、丙，___做的功多。
乙
丙
作用在物体上的力大小
物体在力的方向上移动距离的远近
功＝力×距离
二、功的计算
1．功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
W = Fs
公 式
2．功的单位和物理意义。
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
二、功的计算
W = Fs
意义：1 N的力使物体在力的方向上通过1 m的距离所做的功为1 J。
单位：焦耳
例　小明用50 N的水平推力推重100 N的箱子，水平匀速前进了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
×
练一练
50 N
100 N
10 m
思考：水平向前推箱子时，重力做了多少功？
拓展 关于克服阻力做功
当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。
如:在水平面上推动物体前进时，要克服摩擦力做功；
提高物体时要克服重力做功。
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？
功的单位是什么？
怎样判断力对物体做功了？
本课小结
功如何计算？
1.小勇用25 N的水平力，将重10 N的足球沿水平地面踢出，踢出后足球在地面上滚了30 m才停下来。在足球滚动过程中，脚对足球所做的功为（ ）。
A．750 J B．300 J
C．450 J D．0
D
随堂练习
2. 如图 所示，三个物体在大小相同的力F的作用下沿力的方向移动的距离均为s，力F对物体做的功分别为 W1、W2 、W3 ，则W1、W2 、W3的关系为（ ）
A. W1＝W2 ＝W3
B. W1＞W2 ＞ W3
C. W1＜W2 ＜ W3
D. W1＜W3 ＜ W2
解析：功的计算公式：W=Fs可知，功的大小取决于F与s的乘积，上面三种情况下F与s都一样，所以三次力对物体做的功是一样大的。
A
随堂练习
3. 2021年5月15日，“祝融号”火星车(如图甲所示)在火星上留下了属于中国的第一道印记。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200 N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。(空气阻力忽略不计，g取10 N/kg)
求：火星车做匀速直线运动
时，牵引力做的功。
随堂练习
此阶段的速度为：v=20 cm/s=0.2 m/s，
所以匀速行驶30 s的路程：s=vt=0.2 m/s×30 s=6 m，
随堂练习
解析：由图乙可知，火星车在10～40 s内做匀速直线运动，牵引力：F牵= f = 200 N。
故，牵引力做的功：
W=F牵s =200 N×6 m=1.2×103 J 。
物理学家——焦耳
介绍
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），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。
热功当量：焦耳测出了热功当量，1卡=4.15焦耳。
焦耳定律：电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
焦耳热：毛细管电泳需要电场做功，有电场做功就会产生热量。

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