第三節(jié) 做功了嗎

1、第九章機械與人第九章機械與人 第三節(jié)第三節(jié) 哥們，推 不動?。?大家再加點大家再加點 力，已經(jīng)開力，已經(jīng)開 始動啦！加始動啦！加 油！油！ 如果你是老板，你更情愿于如果你是老板，你更情愿于 選那幫人？為什么？選那幫人？為什么？ 第一組，雖然也費力了，但是第一組，雖然也費力了，但是 勞而無功，做了無用功。勞而無功，做了無用功。 第二組，用力將車沿力的方向推動第二組，用力將車沿力的方向推動 了，雖然也費力了，但是有效果！了，雖然也費力了，但是有效果！ 在利用機械為人們工作時，力在利用機械為人們工作時，力 和距離之間到底存在著什么樣的關(guān)和距離之間到底存在著什么樣的關(guān) 系呢？系呢？ 在長期的生活實踐中

2、人們發(fā)現(xiàn)在長期的生活實踐中人們發(fā)現(xiàn) 省力省力的機械的機械費距離費距離， 省距離省距離的機械的機械費力費力 當動滑輪的重當動滑輪的重 及繩子與滑輪間的及繩子與滑輪間的 摩擦力可以忽略不摩擦力可以忽略不 計，拉力計，拉力F與物重與物重 的關(guān)系是什么？拉的關(guān)系是什么？拉 力上升的距離力上升的距離s與與 重物上升高度重物上升高度h關(guān)關(guān) 系又是什么？系又是什么？ 使用動滑輪可以省使用動滑輪可以省一半的力一半的力， 但要費但要費一倍的距離一倍的距離 動滑輪動滑輪 F F拉 拉= = G G物 物 S S繩 繩= =2 2h h物物 2 1 1、用滑輪組提升重、用滑輪組提升重 物時，當動滑輪的重物時，當動滑

3、輪的重 及繩子與滑輪間的摩及繩子與滑輪間的摩 擦力可以忽略不計，擦力可以忽略不計， 拉力拉力F與物重與物重G的關(guān)的關(guān) 系是什么？拉力上升系是什么？拉力上升 的距離的距離s與重物上升與重物上升 高度高度h關(guān)系又是什么？關(guān)系又是什么？ S=nh 這是一個什這是一個什 么類型的杠么類型的杠 桿？它有什桿？它有什 么特點？么特點？ 力和距離之間力和距離之間 到底存在什么到底存在什么 樣的關(guān)系呢？樣的關(guān)系呢？ 為了評價機械為了評價機械 的功效，機械的功效，機械 師們提出了師們提出了 “功功”的概念。的概念。 在動滑輪提升重物的裝置中在動滑輪提升重物的裝置中,如果把拉力如果把拉力F拉 拉 與上升距離與上升

4、距離 S繩 繩相乘 相乘,正好等于物重正好等于物重G物 物與物體上 與物體上 升高度升高度 h物 物的乘積，即 的乘積，即F拉 拉S繩繩=G物物h物物。其它的機 。其它的機 械也是如此，于是人們開始認識到：力和物體械也是如此，于是人們開始認識到：力和物體 在力的方向上移動的距離的乘積，是一個有意在力的方向上移動的距離的乘積，是一個有意 義的物理量。義的物理量。 機械功：物理學中把力和物體在力機械功：物理學中把力和物體在力 的方向上移動距離的乘積叫做機械功，的方向上移動距離的乘積叫做機械功， 簡稱功。簡稱功。 為了評價機器的功效，人們提出了為了評價機器的功效，人們提出了“功功”的概念，的概念，

5、后來這一概念被引入到物理學中。后來這一概念被引入到物理學中。 定義：定義： 力和物體在力的方向上移動距離力和物體在力的方向上移動距離 的乘積叫做機械功，簡稱功。的乘積叫做機械功，簡稱功。 機械功機械功 思考：這個定義當中有幾個物理量？思考：這個定義當中有幾個物理量？ 力力距離距離 活動活動 找共同點找共同點 F F S S S S F F F F、S S F F S 小孩的拉力小孩的拉力使小狗移動使小狗移動 了一段距離了一段距離，我們說，我們說小孩的小孩的 拉力對小狗做了功拉力對小狗做了功，或簡單的，或簡單的 說說小孩對小狗做了功小孩對小狗做了功。 叉車的舉力叉車的舉力 將貨物移動了一段將貨物

6、移動了一段 距離距離，我們說，我們說叉叉 車的舉力對貨物做車的舉力對貨物做 了功了功，或簡單的說，或簡單的說 叉車對貨物做了功叉車對貨物做了功。 錘子對錘子對 釘子的錘力釘子的錘力 F使釘子移使釘子移 動了一段距動了一段距 離離，我們，我們 說說錘子的力錘子的力 對釘子做了對釘子做了 功功，或簡單，或簡單 的說的說錘子對錘子對 釘子做了功釘子做了功。 F F S 根據(jù)這幾個實例根據(jù)這幾個實例 請你們討論：請你們討論： 怎樣才算一個物怎樣才算一個物 體對另一個物體體對另一個物體 做功（做功應(yīng)該做功（做功應(yīng)該 具備哪些必要條具備哪些必要條 件）？件）？ 小孩對小狗小孩對小狗 做了功做了功 叉車對貨

7、物做叉車對貨物做 了功了功 錘子對釘子做了功錘子對釘子做了功 做功的兩個必要因素：做功的兩個必要因素： （1 1）作用在物體上的力）作用在物體上的力F F （2 2）物體在力的方向上通過一段距離）物體在力的方向上通過一段距離S S 二、怎樣才做功二、怎樣才做功 注意注意：兩個條件缺一不可：兩個條件缺一不可 “兩個必要因素兩個必要因素”的含義是指的含義是指“缺一不缺一不 可可” 當你端著一盆水不動時，你當你端著一盆水不動時，你 累嗎？你做功了嗎？為什么？累嗎？你做功了嗎？為什么？ 用力推講臺用力推講臺, ,講臺沒有動，講臺沒有動， 人累嗎？人做功了嗎人累嗎？人做功了嗎 分析： = 沒有做功 （勞

8、而無功勞而無功） 分析： 沒有做功 不勞無功不勞無功 用腳踢出足球，球在地面上滾動用腳踢出足球，球在地面上滾動 ，滾動過程中，人對球做功了嗎？，滾動過程中，人對球做功了嗎？ F 人推著木箱前進時，箱子的重力人推著木箱前進時，箱子的重力 和支持力做功了嗎？為什么？和支持力做功了嗎？為什么？ 分析： 沒有做功 勞而無功勞而無功 人提一桶水沿水平方向前進，人提一桶水沿水平方向前進， 提力做功了嗎？提力做功了嗎？ F 汽車的牽引力使汽車移動一段汽車的牽引力使汽車移動一段 距離，牽引力對汽車做了功。距離，牽引力對汽車做了功。 吊車的作用力使貨物移動一段吊車的作用力使貨物移動一段 距離，吊車對貨物做了功距

9、離，吊車對貨物做了功 小孩用力推車，車未動，在推力的方小孩用力推車，車未動，在推力的方 向沒有移動距離，故推力沒有做功。向沒有移動距離，故推力沒有做功。 例例1:1:用手將抽屜推好，手對抽屜作功了嗎？用手將抽屜推好，手對抽屜作功了嗎？ 做功了嗎做功了嗎? 例例2:2:下列情景中下列情景中, ,舉重運動員對杠鈴作功了嗎？舉重運動員對杠鈴作功了嗎？ 做功了嗎做功了嗎? 例例3:3:期中考試沒考好，小衛(wèi)無精打采地走在校期中考試沒考好，小衛(wèi)無精打采地走在校 園林間小道上，小衛(wèi)對書包做功了嗎？園林間小道上，小衛(wèi)對書包做功了嗎？ 做功了嗎做功了嗎? 人舉一物體于頭頂，人（或人的舉人舉一物體于頭頂，人（或人

10、的舉 力）對物體是否做功？力）對物體是否做功？ 物體受到力，但沒有移動距離，力對物體物體受到力，但沒有移動距離，力對物體 沒有做功沒有做功 運動員踢足球運動員踢足球,球離開腳后球離開腳后飛出飛出10米遠米遠 的過程的過程,運動員是否對球做功？運動員是否對球做功？ 足球飛行過程中，運動員沒有對球足球飛行過程中，運動員沒有對球 施力，所以運動員沒有對球做功。施力，所以運動員沒有對球做功。 人抱著物體在水平面上行走，人的人抱著物體在水平面上行走，人的 支持力是否對物體做功支持力是否對物體做功? S 有力也有移動距離，但有力也有移動距離，但通過距離不在通過距離不在 力的方向上力的方向上(力與通過的距離

11、相垂直力與通過的距離相垂直)，因，因 此此力沒有做功。此此力沒有做功。 手對水桶向上的作用力沒有做功手對水桶向上的作用力沒有做功 S F 因為：因為：FS 人提著物體在水平面上行走，人的支持力人提著物體在水平面上行走，人的支持力 是否對物體做功是否對物體做功? 有力也有移動距離，但有力也有移動距離，但通過距通過距 離不在力的方向上離不在力的方向上(力與通過的距力與通過的距 離相垂直離相垂直)，因此力，因此力F沒有做功。沒有做功。 3 3、沒做功的情況：、沒做功的情況： (1)物體受到力的作用，但物體物體受到力的作用，但物體靜止靜止，這個力對這個力對 物體物體沒有做功沒有做功，即，即 ( S=0

12、 ，勞而無功勞而無功 ) (2)物體在運動方向上沒有受到力的作用，物體在運動方向上沒有受到力的作用， 由于由于慣性慣性而通過一段距離即而通過一段距離即( ( F=0，不不 勞無功勞無功 ) ) (3)物體受到某力的作用，但運動方向始物體受到某力的作用，但運動方向始 終與該力方向終與該力方向垂直垂直（FS，垂直無功垂直無功） 搬運工在平地上搬運工在平地上 行走，他對貨物向上行走，他對貨物向上 的支持力對貨物做功的支持力對貨物做功 嗎？嗎？ 注意：力學里的注意：力學里的“做功做功”不是生活里不是生活里 的的“做工做工”、“干活干活” 支持力不做功支持力不做功 女孩把一箱報刊搬起來女孩把一箱報刊搬起

13、來 女孩對這箱報刊女孩對這箱報刊力做功力做功 唉。！推不動。 不做功！有力沒有距離。 勞而無功 推力不做功推力不做功 學生背著書包在學生背著書包在水平水平路面上勻速路面上勻速 前進，女孩做功了嗎？前進，女孩做功了嗎？ 有力有力F 有距離有距離s 但但F、s的方向垂直的方向垂直 （勞而無功）（勞而無功） 女孩沒有女孩沒有做功做功 物體在水平冰面上滑動沒有力做功物體在水平冰面上滑動沒有力做功 山東姑娘唐功紅，在奧運會中獲得一枚舉山東姑娘唐功紅，在奧運會中獲得一枚舉 重金牌，她的舉重過程分為兩個過程：第一重金牌，她的舉重過程分為兩個過程：第一 階段，她抓起杠鈴把它舉過了頭頂；第二階階段，她抓起杠鈴把

14、它舉過了頭頂；第二階 段，她舉著杠鈴在空中穩(wěn)穩(wěn)停了段，她舉著杠鈴在空中穩(wěn)穩(wěn)停了3s。 則她在第一階段則她在第一階段_做功，在第二階段做功，在第二階段 _做功。（填做功。（填“有有”或或“沒有沒有”） 有有 沒有沒有 物理學中規(guī)定物理學中規(guī)定: :功等于力跟物體在力功等于力跟物體在力 的方向上通過的距離的乘積，即的方向上通過的距離的乘積，即 功功=力力距離距離 1 1功的計算公式：功的計算公式： W=FS 2 2功的單位：焦耳，簡稱焦功的單位：焦耳，簡稱焦 焦耳牛焦耳牛米，米，1J1J1N1Nm m W功 F力 S力方向上的距離 . .公式中的公式中的F與與S必須在必須在同一直線同一直線上；上；

15、 . .單位要單位要統(tǒng)一統(tǒng)一：公式中公式中F的單位必須是（的單位必須是（N），）， S的單位必須是（的單位必須是（m），功的單位才是（），功的單位才是（J）；）； . . F、S必須具有必須具有同時性同時性：即：即S必須是必須是F一直參與一直參與 下的物體在力的方向上通過的距離。下的物體在力的方向上通過的距離。 .F、S必須具有必須具有同一性同一性：F、S是指同一物體受是指同一物體受 到的力和在力的方向上運動的距離。到的力和在力的方向上運動的距離。 3、運用功的公式必須、運用功的公式必須注意注意的幾個問題：的幾個問題： 1 1、某同學要把重為、某同學要把重為60N60N的水桶的水桶緩慢勻緩慢勻

16、 速速的提起的提起0.5m0.5m的高度的高度, ,他需要做多少功他需要做多少功? ? 0.5m 已知：已知： 求：求： 解：解： 桶重桶重G=60NG=60N，S=0.5mS=0.5m . 人對桶做功人對桶做功W.W. W=FS=GS =60N0.5m =30J 答答: :他需要做他需要做30J30J的功。的功。 將兩個雞蛋舉高將兩個雞蛋舉高 1m，做功約，做功約1J 將一袋將一袋10kg的的 大米從地面扛大米從地面扛 到肩上，做功到肩上，做功 約約150J 體重為體重為600N的某學生從一的某學生從一 樓走到二樓，做功約樓走到二樓，做功約1800J 將一瓶將一瓶500mL的的 礦泉水從地上

17、拿起，礦泉水從地上拿起， 做功約做功約10J 一些力做功的估計值一些力做功的估計值 一個人用一個人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重的力沿水平方向勻速推一輛重 200N的車前進的車前進2m，求這個人對車做功多少？，求這個人對車做功多少？ 重力對車做功多少？重力對車做功多少？ 已知： 求： m2N200N50sGF ? F W? G W J100m2N50sFWF J0m0N200sGWG 解： 答 ：人對車做功100J，重力對車沒 有做功 將兩個雞蛋舉高一米所做的功？ W=Fs=1N1m=1J 體重為500N的學生從1樓上到3樓所做功？ W=Fs=500N6m=3000J 將一瓶500ml的礦

18、泉水從地上拿到2m高的 位置所做的功？ W=Fs=0.5kg10N/kg 2m=10J 功：功： 1、定義、定義：力和物體在力的方向上移動距離的乘積：力和物體在力的方向上移動距離的乘積 叫做機械功，簡稱功叫做機械功，簡稱功 (1)有力無距離有力無距離 ( S=0 ，勞而無功勞而無功 ) (2)有距離無力有距離無力 ( F=0， 不勞無功不勞無功 ) (3)力和通過的距離方向相垂直（力和通過的距離方向相垂直（FS，勞而無功勞而無功） 2、做功的兩個必要因素：、做功的兩個必要因素： A、有力作用在物體上、有力作用在物體上 B、在力的方向上通過一段距離、在力的方向上通過一段距離 3、不做功的三種情況

19、、不做功的三種情況 4、功的計算、功的計算： 、公式：、公式： W=FS 、單位：焦耳、單位：焦耳 J 1J=1 N m 1 1、重為、重為1000N1000N的小車，在拉力的小車，在拉力 的作用下沿水平地面勻速前進的作用下沿水平地面勻速前進10m10m， 小車所受阻力為車重的小車所受阻力為車重的0.30.3倍，則倍，則 拉力對小車做的功為拉力對小車做的功為 J;J;小小 車重力做的功為車重力做的功為 J J。 練習：練習： 30000 2 2、一個人先后用同樣大小的力沿水、一個人先后用同樣大小的力沿水 平方向拉木箱，使木箱分別在光滑和粗平方向拉木箱，使木箱分別在光滑和粗 糙兩種不同的水平地面

20、上前進相同的距糙兩種不同的水平地面上前進相同的距 離，關(guān)于拉力所做的功，下列說法正確離，關(guān)于拉力所做的功，下列說法正確 的是（的是（ ） A A、在粗糙地面上做功較多、在粗糙地面上做功較多 B B、在光滑地面上做功較多、在光滑地面上做功較多 C C、兩次做功一樣多、兩次做功一樣多 D D、無法比較、無法比較 C 3 3、下面幾種情況，有力對物體做功的是、下面幾種情況，有力對物體做功的是 （ ） A A、在光滑的地面上勻速滑動的物體、在光滑的地面上勻速滑動的物體 B B、在平直軌道上勻速行駛的火車、在平直軌道上勻速行駛的火車 C C、推車但車沒有動、推車但車沒有動 D D、用力托著物體沿水平方向

21、勻速通過、用力托著物體沿水平方向勻速通過 一定的距離一定的距離 A 4. 4.小明和小亮小明和小亮體重相同體重相同，體育課上小明，體育課上小明 爬繩，小亮爬桿，兩個人都爬繩，小亮爬桿，兩個人都爬到了爬到了3m3m高高的頂?shù)捻?端，比較兩人的端，比較兩人的重力做的功重力做的功( )( ) A A、小明做功多、小明做功多 B B、小亮做功多、小亮做功多 C C、兩人做功一樣多、兩人做功一樣多 D D、無法比較、無法比較 5、在水平地面上，用、在水平地面上，用100N的水平推力，將重的水平推力，將重500N的小的小 車勻速移動了車勻速移動了5m，停止用力后，小車又前進了，停止用力后，小車又前進了2m才停下才停下 來，在整個過程中，水平推力對小車做功為來，在整個過程中，水平推力對小車做功為 J。 6、馬用、馬用800N的力可拉著重的力可拉著重2104N的車前進，人用的車前進，人用 600N的力也可以拉著一輛車前進，則馬和人對車做功的力也可以拉著一輛車前進，則馬和人對車做功 相比較相比較 （ ） A、馬做的功多、馬做的功多 B、人做的功多、人做的功多 C、一樣多、一樣多 D、因條件不足無法比較它們做功的多少、