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第十一章 功和机械能
第1节 功
人教版2024
新课引入
推不动
推小车前进
观察思考：力是物体对物体的作用，下图中哪些力的作用有成效？
力没有成效
力有成效
搬不动
提货物上升
F支
G
F引
f
F支
G
F引
f
小车匀速行驶时受到几个力的作用？向右运动时是哪个力起了作用做了“贡献”？
F引起了作用有“贡献”
物理学中的功吸收了“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，说这个力对物体做了功。
一 力学中的功
1、功的含义---
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。
为了叙述方便，通常说施力物体做了功。（例如：马拉车，马做了功）
s
F
F
拉力对车做了功
马拉车
一 力学中的功
s
物体在绳子拉力作用下
升高了一段距离
小车在推力作用下
向前运动了一段距离
下图是两个做功的实例，想一想，它们有什么共同点？
【思考】做功需要满足哪些条件？
都有力作用在物体上
物体都在力的方向上移动了距离
一 力学中的功
h
F
F
2、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
注意：二者缺一不可
一 力学中的功
做功
做功
一 力学中的功
人的举力对杠铃是否做功？
举力
移动距离
人向上爬楼梯重力是否对人做功
重力
移动距离
② 力的方向与物体运动方向相反，称为克服某个力做功
① 力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功
s = 0
F ≠ 0
有力无距离
[劳而无功]
F ≠ 0
s ≠ 0
有力有距离，但力的方向与物体的运动方向垂直
[垂直无功]
s ≠ 0
F = 0
有距离无力(惯性)
[不劳无功]
F
s
3、不做功的三种典型情况
搬而未起
冰壶在光滑的地面上滑行
提着滑板在水平面上前行
注意：有力才有可能做功，但有力不一定做功， 无力就谈不上做功。
一 力学中的功
1．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功。 （ ）
4．小球在光滑平面上移动一段距离，桌子的支持力对小球做了功。 （ ）
3．苹果从树上落下，重力对苹果做了功。 （ ）
2．人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离，提力对重物做了功。 （ ）
一 力学中的功
练习
5.下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）
A. 起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功
B. 被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功
C. 小明从地上捡起篮球的过程中，小明对篮球做了功
D. 小红背着书包站在路边等车，小红对书包做了功
C
6.下列情况中，力对物体做了功的是（ ）
A.用力举着重物在空中不动
B.手提着重物在水平面上匀速运动
C.冰块在光滑的水平冰面上匀速运动
D.用力把木箱搬起来
D
一 力学中的功
练习
观察讨论：小明对物体的三次做功中，哪次做的功较多？
1.比较甲、乙，___做的功多， 比较乙、丙，___做的功多.
2.根据以上说明做功多少与 ________________ 和
有关.
作用在物体上的力
物体
在力的方向上通过的距离
乙
丙
移动距离S
移动距离2S
F
2F
甲
乙
丙
二 功的计算
作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力做的功就越多。
功等于__________________________________的乘积.
力与物体在力的方向上移动的距离
符号：
W
公式：
W＝F s
1J 有多大呢 ？
将两个鸡蛋竖直提升1m 所做的功
焦耳 (J）
米(m）
牛(N）
意义：1 N 的力使物体在力的方向上，通过1 m 的距离时所做的功为1 J.
单位：牛米(N·m),
专用名称：焦耳，简称焦，符号J.
1J = 1N·m
二 功的计算
大小：
公式注意事项：
1、公式中的力 F 与距离 s 必须在同一直线上；
2、公式中力F 的单位必须是（N），路程s的单位必须是（m），功的单位才是（ J ）；
3、做功的多少由F、s决定，与物体的质量，速度，运动方向，是否有摩擦无关。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，英国物理学家，由于焦耳在热学、热力学和电方面的贡献，后人为了纪念他，把能量或功的单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及“功”的物理量。
焦耳
1818－1889
二 功的计算
二 功的计算
目前，我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高，还能大幅降低能耗，避免现场粉尘、泥浆等的污染，实现绿色施工。g取10 N/kg。
(1)把质量为1.5t的构件匀速提升到30m高的楼顶，竖直向上的拉力做了多少功
(2)依据需要，又将这个构件沿水平方向匀速移动了3 m。在水平运动阶段，竖直向上的拉力又做了多少功
解： (1)构件在竖直方向上做匀速直线运动，构件所受的拉力与重力大小相等，
例题
构件在竖直方向上移动的距离s=30m
即 F=G=mg =1.5 x103kgx10 N/kg=1.5x104N
所以，拉力做的功 W=Fs=1.5 x104Nx30m=4.5x105J
二 功的计算
(2)拉力的方向竖直向上。构件在水平方向上移动了3m，但在竖直方向上没有移动距离，即 s'=0。
所以，拉力做的功
W'=Fs'=0
在竖直上升阶段，拉力做的功为4.5x105J。在水平运动阶段，拉力做的功为0。
1. 质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行，将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。
解：雪橇在平直路面上做匀速直线运动，马的水平拉力F 与摩擦力f 的大小相等，即：
所以，马的水平拉力做的功：
W=Fs=800N×3000m=2.4×106J
答：马的水平拉力做的功为2.4×106J.
F = f = 800N
二 功的计算
练习
2. 如图，一个人用20N的水平向右的拉力，使重力为100N的物体在水平面上移动了0.5m。试求:
1.人对物体做的功是多少？
2.如果这个人把物体匀速举高1.5m,举力做了多少功？
G
G
h
解:(1)人对物体做的功:
W1=F1s1=20N×0.5m=10J
(2)举力做的功:
W2=F2s2=Gh=100N×1.5m=150J
F
s
F
答：人对物体做的功是10J；举力做的功150J.
二 功的计算
练习
课堂小结
练习与应用
1.冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止。在冰壶由A到B、由B到C的过程中，运动员对冰壶是否做功 为什么
解：由A到B的过程中，运动员对冰壶做功，
由B到C的过程中，运动员对冰壶没有力的作用，由于惯性滑行，运动员对冰壶不做功。
2.马拉着质量是2000 kg的车在水平路面上前进400 m，如果马的水平拉力做了3×105 J的功，马的水平拉力是多大？
解：由公式W=Fs变形，得马的拉力为
答：马的水平拉力是750N.
F=
w
s
=
3×105J
400m
=750N
练习与应用
练习与应用
3.叉车把质量为200kg的货物缓慢举高0.8m，然后又沿水平方向缓慢移动2m到车厢旁。请分析整个过程中叉车对货物做功的情况并计算功的大小。g取10 N/kg。
解：货物的重力：
水平方向移动2m的过程中举力向上，所以举力不做功。
W=Fs=Gh=0.5Nx2m=1J
4.一枚鸡蛋从2m高处落到地面，重力大约做了多少功 写出你是怎样估算的。
举高0.8m做功：
W=Fs=Gh=2000Nx0.8m=1600J
G=mg=200kgx10N/kg=2000N
解：一枚鸡蛋重大约0.5N，从2m高处落到地面重力做的功
5.2008年8月11日在北京奥运会上，中国选手张湘祥在男子举重62kg级的决赛中摘得金牌（如图），挺举成绩是176kg.估算一下，他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功？
解：挺举过程中张湘祥的举力
F=G=mg=176kg×10N/kg=1760N
W=Fs=1760N×2m=3520J
杠铃举高的高度 s≈2m
挺举过程中对杠铃大约做功
答：挺举过程中对杠铃大约做功3520J。
练习与应用
7.小华的家住在5楼.一天，他把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到家里，提鸡蛋的力大约做了多少功？
解：30个鸡蛋约重 G=15N，从一楼到五楼，四层楼高约 h=3mx4=12m，则
提鸡蛋的力大约做的功功W=Fs=Gh=15N×12m=180J
答：提鸡蛋的力大约做了180J的功。
练习与应用
6.在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m，拉力做的功等于 J，重力做的功等于 J.
解析：由于在拉力方向上移动了距离，所以拉力做了功，由公式W=Fs，可得F=50N×5m=250J，但是小车没有在重力作用下移动距离，所以重力做功为0J.
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物理学科是人类对自然界的探索，是解开宇宙奥秘的关键，让我们为更加了解这个世界的运行规律而学习！
谢谢聆听，再见！
老师寄语

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