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第十一章：机械功和机械能
11.1怎样才叫做功
沪粤版
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挖掘机工作时，将物体从地面提升到一定高度。用力托起货物，使物体在这个力的方向上发生了位置的移动。
雷神山火神山医院建成使我们看到了挖掘机工作的成效。那么在物理学中，怎么描述这种成效呢？
一、功
挖掘机举高货物的过程中，货物受到一个向上的力F的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离s，叉车托起货物的力对货物做了功。
F
F
s
一、功
1、物理学中规定：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。
（用力沿水平方向推着小车前进）
做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力；
（2）物体在力的方向上通过的距离。
一、功
这两个因素
缺一不可
判断下列情景中人是否做功：
用力推却推不动
端酒
人踢球，足球慢慢停下来
不做功的情况：
（1）物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程
为零；
s=0
“劳而无功”
（2）物体没有受到力的作用，靠惯性通过一段路程；
F=0
“不劳无功”
（3）物体受力方向和物体运动的方向垂直；
F与s的方向垂直
“垂直无功”
1．如图所示，当服务员托着餐盘在水平路面上匀速行走时，他的手对餐盘
；当服务员托着餐盘从一楼厨房上到二楼的餐厅时，他的手对餐盘
(填“做了功”或“没有做功”)．
没有做功
做了功
课堂练习
2．(桂林期末)下列情况下，小桂对物理课本做了功的是(
)
A．阅读静止在桌面上的物理课本
B．水平推物理课本，但未推动
C．物理课本自由下落
D．将物理课本从地面捡起
D
课堂练习
二、功的计算
1.定义：物理学中规定功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。
2.计算公式：W=Fs
变形式：F=
——
，
。
W
s
=
——
s
W
F
W:功
F:力
s：距离
二、功的计算
3.单位
在国际单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），功的单位是牛·米（N·m）。
焦耳
为了纪念英国物理学家焦耳，人们用他的名字命名了功的单位。
功的单位：焦耳，简称焦，符号J。1J=1N·m。
1J的物理意义是1N的力作用在物体上，物体沿力的方向移动1m。
二、功的计算
把2只鸡蛋举高1米，做的功大约是1J。
想一想
二、功的计算
如图所示，某人用沿斜面向上的力F=100N，把木箱沿斜面推到2m高处。斜面长4m，这个人做了多少功？
已知：F=100N，s=4m。
求：W=？
解：W=F·s=100N×4m=400J
答：这个人做了400J的功。
4.应用W=Fs计算功时的注意事项
（1）必须使用国际单位制中的单位；
（2）做功的多少只与作用在物体上的力F和在力F的方向上移动的距离s有关，与物体的质量、速度、时间，运动状态等无关。
（3）利用公式进行计算时，力的大小和方向是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。
（4）F和s必须对应同一个物体。
三、机械功原理
如图（甲）所示，用5N的力把一砖块匀速提升1m，做功多少？
如图（乙）所示，如果用定滑轮把同样的砖匀速提升1m，做功多少？
如图（丙）所示，如果用动滑轮把同样的砖匀速提升1m，做功又是多少？
F
F
s
（甲）
（乙）
（丙）
三、机械功原理
如图（甲）所示，用5N的力把一砖块匀速提升1m，做功多少？
如图（乙）所示，如果用定滑轮把同样的砖匀速提升1m，做功多少？
如图（丙）所示，如果用动滑轮把同样的砖匀速提升1m，做功又是多少？
F
F
s
（甲）
（乙）
（丙）
三、机械功原理
省力的机械必然费距离；省距离的机械则一定费力；既省力又省距离的机械是不存在的。
使用任何机械都不能省功，这就是机械功原理。
1.机械功
2.物体做功的两个必要因素：
①作用在物体上的力；
②物体在力的方向上通过一段距离。
3.功的计算
功=力×距离（W=Fs）
4.机械功原理
课堂训练
如图所示的情境中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（
）
A.大力士拉着汽车前行，此时人拉车的力做了功
B.起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功
A
C.举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功
D.足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功
1
课堂训练
2、如图所示，运动员推着冰壶从A点出发，运动6
m后，冰壶在B点被推出，沿冰道运动30
m到O点停下来．若运动员对冰壶的推力是10
N，则整个过程中，运动员对冰壶做的功是＿＿＿＿J.。
60
课堂训练
3、一个足球运动员用100
N的力踢一个重为5
N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30
m，在足球滚动的过程中，运动员对足球做的功是(
)
A．3000
J
B．500
J
C．150
J
D．0
J
D
课堂训练
4、如图所示，弹簧测力计的示数是10
N，物体A的重力为50
N，在力F的作用下，物体A在水平面上匀速移动了4
m，所用的时间是10
s，求：(不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦)
(1)物体A受到的摩擦力．
(2)绳子自由端的移动速度．
(3)拉力F做的功．
解：(1)
物体A受到摩擦力：f＝2F＝2×10
N＝20
N
(2)
绳子自由端的移动速度：0.8
m/s
(3)拉力F做的功:
80J
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