第三节 做功了吗

1、第九章机械与人第九章机械与人 第三节第三节 哥们，推 不动啊！ 大家再加点大家再加点 力，已经开力，已经开 始动啦！加始动啦！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 选那帮人？为什么？选那帮人？为什么？ 第一组，虽然也费力了，但是第一组，虽然也费力了，但是 劳而无功，做了无用功。劳而无功，做了无用功。 第二组，用力将车沿力的方向推动第二组，用力将车沿力的方向推动 了，虽然也费力了，但是有效果！了，虽然也费力了，但是有效果！ 在利用机械为人们工作时，力在利用机械为人们工作时，力 和距离之间到底存在着什么样的关和距离之间到底存在着什么样的关 系呢？系呢？ 在长期的生活实践中

2、人们发现在长期的生活实践中人们发现 省力省力的机械的机械费距离费距离， 省距离省距离的机械的机械费力费力 当动滑轮的重当动滑轮的重 及绳子与滑轮间的及绳子与滑轮间的 摩擦力可以忽略不摩擦力可以忽略不 计，拉力计，拉力F与物重与物重 的关系是什么？拉的关系是什么？拉 力上升的距离力上升的距离s与与 重物上升高度重物上升高度h关关 系又是什么？系又是什么？ 使用动滑轮可以省使用动滑轮可以省一半的力一半的力， 但要费但要费一倍的距离一倍的距离 动滑轮动滑轮 F F拉 拉= = G G物 物 S S绳 绳= =2 2h h物物 2 1 1、用滑轮组提升重、用滑轮组提升重 物时，当动滑轮的重物时，当动滑

3、轮的重 及绳子与滑轮间的摩及绳子与滑轮间的摩 擦力可以忽略不计，擦力可以忽略不计， 拉力拉力F与物重与物重G的关的关 系是什么？拉力上升系是什么？拉力上升 的距离的距离s与重物上升与重物上升 高度高度h关系又是什么？关系又是什么？ S=nh 这是一个什这是一个什 么类型的杠么类型的杠 杆？它有什杆？它有什 么特点？么特点？ 力和距离之间力和距离之间 到底存在什么到底存在什么 样的关系呢？样的关系呢？ 为了评价机械为了评价机械 的功效，机械的功效，机械 师们提出了师们提出了 “功功”的概念。的概念。 在动滑轮提升重物的装置中在动滑轮提升重物的装置中,如果把拉力如果把拉力F拉 拉 与上升距离与上升

4、距离 S绳 绳相乘 相乘,正好等于物重正好等于物重G物 物与物体上 与物体上 升高度升高度 h物 物的乘积，即 的乘积，即F拉 拉S绳绳=G物物h物物。其它的机 。其它的机 械也是如此，于是人们开始认识到：力和物体械也是如此，于是人们开始认识到：力和物体 在力的方向上移动的距离的乘积，是一个有意在力的方向上移动的距离的乘积，是一个有意 义的物理量。义的物理量。 机械功：物理学中把力和物体在力机械功：物理学中把力和物体在力 的方向上移动距离的乘积叫做机械功，的方向上移动距离的乘积叫做机械功， 简称功。简称功。 为了评价机器的功效，人们提出了为了评价机器的功效，人们提出了“功功”的概念，的概念，

5、后来这一概念被引入到物理学中。后来这一概念被引入到物理学中。 定义：定义： 力和物体在力的方向上移动距离力和物体在力的方向上移动距离 的乘积叫做机械功，简称功。的乘积叫做机械功，简称功。 机械功机械功 思考：这个定义当中有几个物理量？思考：这个定义当中有几个物理量？ 力力距离距离 活动活动 找共同点找共同点 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动使小狗移动 了一段距离了一段距离，我们说，我们说小孩的小孩的 拉力对小狗做了功拉力对小狗做了功，或简单的，或简单的 说说小孩对小狗做了功小孩对小狗做了功。 叉车的举力叉车的举力 将货物移动了一段将货物

6、移动了一段 距离距离，我们说，我们说叉叉 车的举力对货物做车的举力对货物做 了功了功，或简单的说，或简单的说 叉车对货物做了功叉车对货物做了功。 锤子对锤子对 钉子的锤力钉子的锤力 F使钉子移使钉子移 动了一段距动了一段距 离离，我们，我们 说说锤子的力锤子的力 对钉子做了对钉子做了 功功，或简单，或简单 的说的说锤子对锤子对 钉子做了功钉子做了功。 F F S 根据这几个实例根据这几个实例 请你们讨论：请你们讨论： 怎样才算一个物怎样才算一个物 体对另一个物体体对另一个物体 做功（做功应该做功（做功应该 具备哪些必要条具备哪些必要条 件）？件）？ 小孩对小狗小孩对小狗 做了功做了功 叉车对货

7、物做叉车对货物做 了功了功 锤子对钉子做了功锤子对钉子做了功 做功的两个必要因素：做功的两个必要因素： （1 1）作用在物体上的力）作用在物体上的力F F （2 2）物体在力的方向上通过一段距离）物体在力的方向上通过一段距离S S 二、怎样才做功二、怎样才做功 注意注意：两个条件缺一不可：两个条件缺一不可 “两个必要因素两个必要因素”的含义是指的含义是指“缺一不缺一不 可可” 当你端着一盆水不动时，你当你端着一盆水不动时，你 累吗？你做功了吗？为什么？累吗？你做功了吗？为什么？ 用力推讲台用力推讲台, ,讲台没有动，讲台没有动， 人累吗？人做功了吗人累吗？人做功了吗 分析： = 没有做功 （劳

8、而无功劳而无功） 分析： 没有做功 不劳无功不劳无功 用脚踢出足球，球在地面上滚动用脚踢出足球，球在地面上滚动 ，滚动过程中，人对球做功了吗？，滚动过程中，人对球做功了吗？ F 人推着木箱前进时，箱子的重力人推着木箱前进时，箱子的重力 和支持力做功了吗？为什么？和支持力做功了吗？为什么？ 分析： 没有做功 劳而无功劳而无功 人提一桶水沿水平方向前进，人提一桶水沿水平方向前进， 提力做功了吗？提力做功了吗？ F 汽车的牵引力使汽车移动一段汽车的牵引力使汽车移动一段 距离，牵引力对汽车做了功。距离，牵引力对汽车做了功。 吊车的作用力使货物移动一段吊车的作用力使货物移动一段 距离，吊车对货物做了功距

9、离，吊车对货物做了功 小孩用力推车，车未动，在推力的方小孩用力推车，车未动，在推力的方 向没有移动距离，故推力没有做功。向没有移动距离，故推力没有做功。 例例1:1:用手将抽屉推好，手对抽屉作功了吗？用手将抽屉推好，手对抽屉作功了吗？ 做功了吗做功了吗? 例例2:2:下列情景中下列情景中, ,举重运动员对杠铃作功了吗？举重运动员对杠铃作功了吗？ 做功了吗做功了吗? 例例3:3:期中考试没考好，小卫无精打采地走在校期中考试没考好，小卫无精打采地走在校 园林间小道上，小卫对书包做功了吗？园林间小道上，小卫对书包做功了吗？ 做功了吗做功了吗? 人举一物体于头顶，人（或人的举人举一物体于头顶，人（或人

10、的举 力）对物体是否做功？力）对物体是否做功？ 物体受到力，但没有移动距离，力对物体物体受到力，但没有移动距离，力对物体 没有做功没有做功 运动员踢足球运动员踢足球,球离开脚后球离开脚后飞出飞出10米远米远 的过程的过程,运动员是否对球做功？运动员是否对球做功？ 足球飞行过程中，运动员没有对球足球飞行过程中，运动员没有对球 施力，所以运动员没有对球做功。施力，所以运动员没有对球做功。 人抱着物体在水平面上行走，人的人抱着物体在水平面上行走，人的 支持力是否对物体做功支持力是否对物体做功? S 有力也有移动距离，但有力也有移动距离，但通过距离不在通过距离不在 力的方向上力的方向上(力与通过的距离

11、相垂直力与通过的距离相垂直)，因，因 此此力没有做功。此此力没有做功。 手对水桶向上的作用力没有做功手对水桶向上的作用力没有做功 S F 因为：因为：FS 人提着物体在水平面上行走，人的支持力人提着物体在水平面上行走，人的支持力 是否对物体做功是否对物体做功? 有力也有移动距离，但有力也有移动距离，但通过距通过距 离不在力的方向上离不在力的方向上(力与通过的距力与通过的距 离相垂直离相垂直)，因此力，因此力F没有做功。没有做功。 3 3、没做功的情况：、没做功的情况： (1)物体受到力的作用，但物体物体受到力的作用，但物体静止静止，这个力对这个力对 物体物体没有做功没有做功，即，即 ( S=0

12、 ，劳而无功劳而无功 ) (2)物体在运动方向上没有受到力的作用，物体在运动方向上没有受到力的作用， 由于由于惯性惯性而通过一段距离即而通过一段距离即( ( F=0，不不 劳无功劳无功 ) ) (3)物体受到某力的作用，但运动方向始物体受到某力的作用，但运动方向始 终与该力方向终与该力方向垂直垂直（FS，垂直无功垂直无功） 搬运工在平地上搬运工在平地上 行走，他对货物向上行走，他对货物向上 的支持力对货物做功的支持力对货物做功 吗？吗？ 注意：力学里的注意：力学里的“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 女孩把一箱报刊搬起来女孩把一箱报刊搬起

13、来 女孩对这箱报刊女孩对这箱报刊力做功力做功 唉。！推不动。 不做功！有力没有距离。 劳而无功 推力不做功推力不做功 学生背着书包在学生背着书包在水平水平路面上匀速路面上匀速 前进，女孩做功了吗？前进，女孩做功了吗？ 有力有力F 有距离有距离s 但但F、s的方向垂直的方向垂直 （劳而无功）（劳而无功） 女孩没有女孩没有做功做功 物体在水平冰面上滑动没有力做功物体在水平冰面上滑动没有力做功 山东姑娘唐功红，在奥运会中获得一枚举山东姑娘唐功红，在奥运会中获得一枚举 重金牌，她的举重过程分为两个过程：第一重金牌，她的举重过程分为两个过程：第一 阶段，她抓起杠铃把它举过了头顶；第二阶阶段，她抓起杠铃把

14、它举过了头顶；第二阶 段，她举着杠铃在空中稳稳停了段，她举着杠铃在空中稳稳停了3s。 则她在第一阶段则她在第一阶段_做功，在第二阶段做功，在第二阶段 _做功。（填做功。（填“有有”或或“没有没有”） 有有 没有没有 物理学中规定物理学中规定: :功等于力跟物体在力功等于力跟物体在力 的方向上通过的距离的乘积，即的方向上通过的距离的乘积，即 功功=力力距离距离 1 1功的计算公式：功的计算公式： W=FS 2 2功的单位：焦耳，简称焦功的单位：焦耳，简称焦 焦耳牛焦耳牛米，米，1J1J1N1Nm m W功 F力 S力方向上的距离 . .公式中的公式中的F与与S必须在必须在同一直线同一直线上；上；

15、 . .单位要单位要统一统一：公式中公式中F的单位必须是（的单位必须是（N），）， S的单位必须是（的单位必须是（m），功的单位才是（），功的单位才是（J）；）； . . F、S必须具有必须具有同时性同时性：即：即S必须是必须是F一直参与一直参与 下的物体在力的方向上通过的距离。下的物体在力的方向上通过的距离。 .F、S必须具有必须具有同一性同一性：F、S是指同一物体受是指同一物体受 到的力和在力的方向上运动的距离。到的力和在力的方向上运动的距离。 3、运用功的公式必须、运用功的公式必须注意注意的几个问题：的几个问题： 1 1、某同学要把重为、某同学要把重为60N60N的水桶的水桶缓慢匀缓慢匀

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 . 人对桶做功人对桶做功W.W. W=FS=GS =60N0.5m =30J 答答: :他需要做他需要做30J30J的功。的功。 将两个鸡蛋举高将两个鸡蛋举高 1m，做功约，做功约1J 将一袋将一袋10kg的的 大米从地面扛大米从地面扛 到肩上，做功到肩上，做功 约约150J 体重为体重为600N的某学生从一的某学生从一 楼走到二楼，做功约楼走到二楼，做功约1800J 将一瓶将一瓶500mL的的 矿泉水从地上

17、拿起，矿泉水从地上拿起， 做功约做功约10J 一些力做功的估计值一些力做功的估计值 一个人用一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重的力沿水平方向匀速推一辆重 200N的车前进的车前进2m，求这个人对车做功多少？，求这个人对车做功多少？ 重力对车做功多少？重力对车做功多少？ 已知： 求： m2N200N50sGF ? F W? G W J100m2N50sFWF J0m0N200sGWG 解： 答 ：人对车做功100J，重力对车没 有做功 将两个鸡蛋举高一米所做的功？ W=Fs=1N1m=1J 体重为500N的学生从1楼上到3楼所做功？ W=Fs=500N6m=3000J 将一瓶500ml的矿

18、泉水从地上拿到2m高的 位置所做的功？ W=Fs=0.5kg10N/kg 2m=10J 功：功： 1、定义、定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积：力和物体在力的方向上移动距离的乘积 叫做机械功，简称功叫做机械功，简称功 (1)有力无距离有力无距离 ( S=0 ，劳而无功劳而无功 ) (2)有距离无力有距离无力 ( F=0， 不劳无功不劳无功 ) (3)力和通过的距离方向相垂直（力和通过的距离方向相垂直（FS，劳而无功劳而无功） 2、做功的两个必要因素：、做功的两个必要因素： A、有力作用在物体上、有力作用在物体上 B、在力的方向上通过一段距离、在力的方向上通过一段距离 3、不做功的三种情况

19、、不做功的三种情况 4、功的计算、功的计算： 、公式：、公式： W=FS 、单位：焦耳、单位：焦耳 J 1J=1 N m 1 1、重为、重为1000N1000N的小车，在拉力的小车，在拉力 的作用下沿水平地面匀速前进的作用下沿水平地面匀速前进10m10m， 小车所受阻力为车重的小车所受阻力为车重的0.30.3倍，则倍，则 拉力对小车做的功为拉力对小车做的功为 J;J;小小 车重力做的功为车重力做的功为 J J。 练习：练习： 30000 2 2、一个人先后用同样大小的力沿水、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

20、上前进相同的距糙两种不同的水平地面上前进相同的距 离，关于拉力所做的功，下列说法正确离，关于拉力所做的功，下列说法正确 的是（的是（ ） A A、在粗糙地面上做功较多、在粗糙地面上做功较多 B B、在光滑地面上做功较多、在光滑地面上做功较多 C C、两次做功一样多、两次做功一样多 D D、无法比较、无法比较 C 3 3、下面几种情况，有力对物体做功的是、下面几种情况，有力对物体做功的是 （ ） A A、在光滑的地面上匀速滑动的物体、在光滑的地面上匀速滑动的物体 B B、在平直轨道上匀速行驶的火车、在平直轨道上匀速行驶的火车 C C、推车但车没有动、推车但车没有动 D D、用力托着物体沿水平方向

21、匀速通过、用力托着物体沿水平方向匀速通过 一定的距离一定的距离 A 4. 4.小明和小亮小明和小亮体重相同体重相同，体育课上小明，体育课上小明 爬绳，小亮爬杆，两个人都爬绳，小亮爬杆，两个人都爬到了爬到了3m3m高高的顶的顶 端，比较两人的端，比较两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、两人做功一样多、两人做功一样多 D D、无法比较、无法比较 5、在水平地面上，用、在水平地面上，用100N的水平推力，将重的水平推力，将重500N的小的小 车匀速移动了车匀速移动了5m，停止用力后，小车又前进了，停止用力后，小车又前进了2m才停下才停下 来，在整个过程中，水平推力对小车做功为来，在整个过程中，水平推力对小车做功为 J。 6、马用、马用800N的力可拉着重的力可拉着重2104N的车前进，人用的车前进，人用 600N的力也可以拉着一辆车前进，则马和人对车做功的力也可以拉着一辆车前进，则马和人对车做功 相比较相比较 （ ） A、马做的功多、马做的功多 B、人做的功多、人做的功多 C、一样多、一样多 D、因条件不足无法比较它们做功的多少、