第3课 功（解析版）.docxVIP

功

学习目标

学习目标

知道功的概念，理解做功的两个必要因素；

能够判断力在什么情况下做功及不做功；

掌握功的定义、单位；能够用功的定义式进行计算

做功的两个必要因素；

功的原理；

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预习导学

一、功

功和力对物体做功的两个必要因素：把力与沿力的方向移动的距离的乘积称为机械功。

公式：W=Fs； 1J=1N?m

力对物体不做功的三种情况：

有距离无力。如足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人对足球没有做功；

有力无距离。如两名同学没有搬起石头，所以对石头没有做功；

力与距离垂直。如搬着水桶水平移动一段距离，此情况叫“垂直无功”。

功的原理：研究表明，使用简单机械可以省力但要费距离，或者可以省距离但要费力，即使用简单机械不能省功。

*功是一个过程量，做功的过程是能量转化的过程。功是能量转化的量度。

二、斜面

斜面：当斜面高度一定时，斜面越长，越省力。

斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。

6.当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力(即F越小)；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力(即F越小)；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力(即F越小)。

斜面应用：盘山公路、引桥等。

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探究提升

知识点一：功的特点

一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过了距离，二者缺一不可。

理解判断的依据：

依据：做功的两个必要因素。

重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。

常见的几种看似做功而实际没有做功的情况：(不劳无功，劳而无功)

物体依靠惯性通过了一段距离，如推出去的铅球，投掷出去的标枪。

有力作用在物体上，物体没有移动距离，如推而不动，搬而未起。

有力作用在物体上，物体也移动了一段距离，但力的方向与移动方向垂直或指向反方向。如：用手提着水桶水平运动，关闭发动机的汽车慢慢停下来。

【探究重点】

一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。判断一个力是否做了功，必须同时满足功的两个必要的条件，缺一不可，否则就没有做功。

不做功的三种情况：有力无距离（如图（1）静止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面对它的支持力的作用）；有距离无力（如图（2），小球在光滑的桌面上运动，小球不受力的作用力）、力和距离垂直（如图（3）小球在光滑桌面上匀速运动，重力和支持力与运动方向垂直）。

【例题精讲】

（2023·北京朝阳二模）如图所示的实例中，力对物体做功的是（）

A．人推小车在地面上匀速前进

B．举重运动员举着杠铃静止不动

C．人搬石头没有搬动

D．叉车托着货物在水平面上匀速移动

【答案】A

【解析】

A．人推小车在地面上匀速前进，小车在推力的方向上通过一定的距离，推力对小车做功，故A符合题意；

B．举重运动员举着杠铃静止不动，人对杠铃有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，所以人对杠铃没有做功，故B不符合题意；

C．搬石头但没有搬动，只有力没有在力的方向上通过一定的距离，所以人对石头没有做功，故C不符合题意；

D．叉车托着货物在水平面上匀速移动，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，叉车没有对货物做功，故D不符合题意。

故选A。

【巩固训练】

（2022·江苏无锡河埒中学二模）为了记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示，当无人机悬停在空中时，升力______（选填“大于”“等于”或“小于”）无人机的重力；当无人机水平飞行时，升力对无人机______。（选填“做功”或“不做功”）

【答案】等于不做功

【解析】

当无人机悬停在空中时，竖直方向上处于平衡状态，所以无人机所受升力和重力是一对平衡力。由平衡力的特点知，升力等于无人机的重力。

升力的方向竖直向上，当无人机水平飞行时，无人机在升力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要因素知，升力对无人机不做功。

知识点二：功的计算

【探究重点】

应用功的计算公式W=Fs进行计算时，必须注意以下几点：

要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。

公式中的F是作用在物体上的力，公式中的s是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”，即注意“F”和“s”的同体性和同向性，否则在计算功时容易出现错误。

W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。

什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W＝fs。

【例题精讲】

（2023·天津红桥二模）如图所示，水平地面上有一重为20N的物块，在水平拉力F=5N