第1节 功
第十一章 功和机械能
1.图中物体受到几个力的作用？
2.什么力对物体的向上移动作出了贡献？
G
T
网球在光滑地面上滚动
上面展示的三幅图中，有的力对物体移动有贡献，有的力则对物体移动没有贡献。
物理学中的“功”吸收了一种“贡献”和“成效”意思在里面。
一、力学中的功
1、定义：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，力学里就说这个力做了功。
小孩的拉力Ｆ拉小狗移动了一段距离s，我们说小孩的拉力对小狗做了功，或简单地说小孩对小狗做了功。
叉车的举力Ｆ将货物移动了一段距离s，我们说叉车的举力对货物做了功，或简单地说叉车对货物做了功。
锤子对钉子的锤力F使钉子移动了一段距离s，我们说锤子的力对钉子做了功，或简单地说锤子对钉子做了功。
它们都做功了吗？
有力且又在力的方向上移动了一段距离
做功
它们都做功了吗？
有力无距离，
不做功。
有力但没在力的方向上移动一段距离，不做功。
提着小桶在水平路上匀速前进。有力有距离，但力与距离垂直。
水平方向上移动了距离，但水平方向上没有受力，所以没有做功。
（1)有力作用在物体上 F
(2）物体在这个力的方向上移动了一段距离 s
必要因素
必须同时具备，
两者缺一不可
怎样才算做功？
2、做功的两个必要因素
物体在什么情况下不做功吗？
（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
3、物体不做功的情况
小车陷入草地中，农夫用力没能推出，农夫对小车做功了吗？
这棵树好大啊，抱回家吧！他抱得动吗？他对树做功了吗？
期中考试没考好，小卫无精打采地背着书包走在校园林间小道上，小卫对书包做功了吗？
没有办法，考得再差，也得回家啊！请问，下列情景中，小卫对书包是否做功？
用手将抽屉推好，手对抽屉做功了吗？
波比从楼上摔了下来，摔得鼻青脸肿的，什么力对波比做了功？
下面哪些情景有功存在
图丙杠铃被举在高处静止不动，尽管运动员对杠铃用了力，但杠铃没有在力的方向上移动一段距离，所以运动员对杠铃没有做功。（劳而无功）
1．举重运动员举起杠铃的过程，举力做了功。
2．汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力对汽车做了功。
3．苹果从树上落下，重力对苹果做了功。
4．拉动小车在水平面上移动一段距离，桌子的支持力对小车做了功。
5. 用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做了功。
判断下列说法是否正确，并说出为什么。
注：严格来讲，说“功”，一定要说清是哪个力做的功。
有时为了方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功。
比如：人推小车，推力做了功，常常说成
人做了功
你用力推墙,墙没动你是否对墙做了功?
有力作用在物体上,但物体没有在力的方向上移动一段距离，力没做功。
我将手中的粉笔水平丢出,粉笔在空中飞行,我是否对粉笔做了功?
物体没有受到力,是靠惯性移动，力没做功。
思考
二、功的计算
1J = 1 N·m
1、功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
2、计算公式：W = Fs
3、功的单位：
焦耳，简称焦，符号J
用1N的力使物体沿着力的方向移动1m的距离，则该力对物体做了1J的功
例题：质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了3000 m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800Ｎ，求马运货时做的功。（g=10 N/kg)
解:∵ 匀速前进
∴ F = F摩 = 800 N
由Ｗ＝Ｆs得
Ｗ＝Ｆs = 800 N×3 000 m=2.4×106 J
答：马运货时做的功是2.4×106 J。
在平地上，一小朋友用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功？
解：由 W=Fs 得
人推箱子时做的功
W1 = F1s1 =50 N×10 m=500 J
人举箱子时，
∵ 匀速举起
∴ F2 = G = 100 N
此时人做功
W2 = F2s2 = Gh =100 N × 1.5 m=150 J
A
B
C
A、W1=W2 B、W1>W2
C、W1一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。拉力F做的功分别为W1和W2，则W1和W2的关系是 （ ）
如图，用水平力F拉物体A在光滑水平面上沿直线移动s，做功W1；用同样大小的力F拉物体B在粗糙的水平面上沿直线也移动s，做功W2；用同样大小的力F拉物体C在斜面上沿直线也移动s，做功W3。W1、W2、W3的关系是：
W1＝W2＝W3
机械功原理
用机械工作时，有时可以省力，有时可以省距离，但省力必然费距离，省距离则一定费力，既省力又省距离是不可能的。也就是说使用任何机械都不能省功。这个结论叫做机械功原理。
1.重100 N的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速
前进4m，外力做的功为 J，重力做的功为
J。
2.放学后，某同学背着重40 N的书包沿水平路面走了
200 m，又登上大约10 m高的四楼才回到家。则他在回
家的过程中对书包做的功约为（ ）
A.0J B.400J C.2000J D.2400J
0
0
B
课堂训练
3.奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75 kg以上级举重金牌，她的挺举成绩是165 kg。估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为（ ）
A.3×102 J B.1×103 J
C.3×103 J D.5×103 J
C
4.用200 N的力，在粗糙不同的水平路面上，沿水平方向分别拉重500 N和800 N的两辆小车匀速前进4m，则（ ）
A.拉重车做的功多
B.拉轻车做的功多
C.拉两辆车做的功一样多
D.无法确定
C
一、功的概念
二、做功的两个必备因素
三、功的计算及单位
力和物体在力的方向上移动距离的乘积
1.有力的作用
2.在力的方向上有移动一段距离
W＝Fs
单位：1 J＝1 N·m
小结