第 1 讲 怎样才叫做功
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课程标准 课标解读
1.作用在物体上的力,使物体在这个力的方向上移动一
1.知道功的概念;
段距离;
2.理解做功的两个必要条件;
2.(1)作用在物体上的力;(2)在这个力的方向上移动一
3.理解功的计算公式和单位,能利用公式
段距离;
进行简单计算;
3.W=F×S;
4.了解机械功原理;
4.省力的机械必然费距离;省距离的机械则一定费力;
5.能够掌握生活中的一些现象是否做功。
既省力又省距离的机械是不存在的。
知识精讲
知识点 01 功的概念
1.物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,那么这个力就对物体做了机械功,
简称做了功。
2.做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离。
3.不做功的三种情况
(1)当同学大扫除,提着水桶在楼道走进教室时,同学对水桶没有做功。
水桶受到拉力,但是在拉力的方向上通过的距离为零。(劳而无功)
(2)踢足球时,足球在草地上滚动,此时人对足球没有做功。
足球在草地上有移动距离,但是人此时没有对足球产生力。(不劳无功)
(3)当同学们暑假乘坐小汽车返校时,小汽车在马路上行驶,小汽车受到重力和支持力没有做功。
小汽车受到重力和支持力,也有距离,但是重力与支持力力和距离方向是相互垂直的。
【即学即练 1】下列几种情况中,人对物体做了功的是( )
A. 运动员用力举着杠铃不动 B. 用力拉绳匀速提升重物
C. 用力搬石头没搬动 D. 用力提着水桶在水平方向移动
【答案】B
【解析】A.运动员用力举着杠铃不动,只有力而没有距离,不做功,故 A 不符合题意;
B.用力拉绳匀速提升重物,重物在受到拉力的方向上移动了距离,力对重物做功,故 B 符合题意;
C.用力搬石头没搬动,只有力而没有距离,不做功,故 C 不符合题意;
D.用力提着水桶在水平方向移动,在提水桶的力的方向上没有移动距离,不做功,故 D 不符合题意。
故选 B。
知识点 02 功的计算
1.在力学中,把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
2.力学中的“功”的公式是 W=Fs 。
3.“功”的单位是焦耳(J);1 焦耳的物理意义是物体在 1 N 的力的作用下沿这个力的方向移动了 1 m。
【即学即练 2】如图是 2022 年亚洲杯决赛,中国女足将足球踢进韩国队球门,完成大逆转,重新回到了亚
洲之巅。在一次踢球过程中,运动员对球的平均作用力为 200N,足球的质量约为 450g,球在水平方向上运
动了 30m,则人对球做的功为( )
A.6000J B.130J C.0J D.无法计算
【答案】D
【解析】运动员对球的作用力是 200N,球离开人的脚后不再受力的作用,力作用在球上时球移动的距离未
知,所以无法计算人对球做的功,故 ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选 D。
知识点 03 物机械功原理
研究表明:人们使用机械工作时,省力必然 费距离 ;省距离则一定 费力 ;即省力又省距离的机械是
不存在的 。也就是说,使用任何机械能都 不能省功 。这个结论叫做 机械功原理 ,在历史上被誉为
“机械的黄金定律”。
【即学即练 3】下列说法中正确的是( )
A.省距离的机械也可以省力 B.省力的机械一定费距离,且不省功
C.省距离的机械不省力,但省功 D.省力的机械一定省功
【答案】B
【解析】A.省距离的机械一定费力,故 A 错误;
B.使用省力机械费距离,不可以省功,故 B 正确;
C.省距离的机械一定费力,但不能省功;故 C 错误;
D.任何机械都不能省功,所以省力的机械也一定不省功,故 D 错误。
故选 B。
能力拓展
考法 01 功的含义
【典例 1】(多选题)如图所示,用 F=10N 的力推着重为 40N 的物体沿水平方向匀速运动了 2m。撤去 F。
物体又滑行了 0.5m 后停止下来。对于整个过程的分析正确的是( )
A.F 对物体做的功是 20J
B.F 对物体做的功是 25J
C.撤去 F 物体滑行时,重力所做的功是 20J
D.运动过程中,物体所受摩擦力始终是 10N
【答案】AD
【解析】AB.用 F=10N 的力推着重为 40N 的物体沿水平方向匀速运动了 2m。F 对物体做的功是
W=Fs=10N×2m=20J
故 A 正确,B 错误;
C.做功的必要条件是:一是物体要受力的作用,二是物体要在力的方向上通过一定的距离。撤去 F 物体滑
行时,在重力的方向上物体没有通过一定的距离,所以重力做功为 0。故 C 错误;
D.用 F=10N 的力推着物体沿水平方向匀速运动。物体处于平衡状态,受到的推力 F 与滑动摩擦力是一对
平衡力,大小相等。所以滑动摩擦力为
f=F=10N
撤去 F,物体仍在滑行,与地面的摩擦力仍为滑动摩擦力。因为此时压力大小与接触面的粗糙程度均未变,
所以滑动摩擦力的大小不变,仍是 10N。综上可知,运动过程中,物体所受摩擦力始终是 10N。故 D 正确。
故选 AD。
考法 02 功的计算
【典例 2】国家实行惠民政策以来,一些新型农耕设备逐渐走进农民家中。如图所示是一台小型汽油耕地机,
它轻便小巧,使用方便,其质量为 75kg,静止时与水平地面的接触面积为 20cm2。在水平地上匀速直线行
驶时,受到的阻力为车重的 2 倍。求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强是多少?
(2)耕地机以 3m/s 的速度匀速直线行驶 50m 时,克服阻力做的功是多少?
【答案】(1)3.75×105Pa;(2)75000J
【解析】解:(1)耕地机的重力
G=mg=75kg×10N/kg=750N
静止在水平地面时,耕地机对地面的压力等于自身的重力,对水平面的压强
p F G 750N= = = -4 2 = 3.75 10
5 Pa
S S 20 10 m
(2)匀速直线行驶时,受到的阻力
f=2G=2×750N=1500N
行驶 50m 时,克服阻力做的功
W=fs=1500N×50m=75000J
答:(1)耕地机静止时对水平地面的压强是 750N;
(2)克服阻力做的功是 75000J。
分层提分
题组 A 基础过关练
1.下列实例对应的过程中,没有对物体做功的是( )
A. 挺举起杠铃 B. 起重机提升大石块
C. 推木箱而未动 D. 将弓拉弯
2.保护环境人人有责。小洋发现地面有垃圾,于是拾起垃圾拎在身体一侧保持不动,沿水平方向走一段距离
寻找垃圾桶,站在垃圾桶旁辨别垃圾的分类,最后扔掉垃圾,整个过程中小洋对垃圾做功的是( )
A.拾起垃圾 B.沿水平方向走
C.站在垃圾桶旁 D.垃圾掉落桶中
3.在历史上,机械功原理被誉为“机械的金科玉律”,它告诉我们:省力的机械必然费距离,省距离的机械一
定___________。也就是说,使用任何机械都___________省功(填“能”或“不能”)。
题组 B 能力提升练
1.如图物体在相同力 F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的
距离 s,力 F 做的功分别为 W1、W2、W3,比较甲、乙、丙三次所做的功的大小( )
A.W1=W2=W3 B.W1>W2>W3 C.W1<W2 <W3 D.无法判定
2.如图,小明用弹簧测力计将重为 10N、底面积为 0.01m2的物块在水平地面上水平匀速拉动了 5m;弹簧测
力计的示数始终保持 4N 不变。物块所受地面摩擦力的大小为______N,拉力对木块做的功为______J。
3.下列四个选项中,人对物体做了功的是( )
A.小明举着哑铃静止不动
B.小李背着书包在水平地面上行走
C.小红将地上的课本捡起来
D.足球在草地上滚动了 15m,运动员对足球做的功
题组 C 培优拔尖练
1.如图,小强将重为 25N 的滑板从地面上提起 0.4m,然后小强又提着滑板在水平路面上行走了 5m。小强
提起滑板对滑板做了______J 的功,提着滑板行走又对滑板做了______J 的功,整个过程小强对滑板做功
______J。
2.为了防止噪声污染,载重汽车不让进入市区行驶。一辆载重汽车装满货物后,质量为 1.8×104kg,匀速前
行 600m,受到的阻力为 1.5×106N。(g=10N/kg)。求:
(1)汽车的重力;第 1 讲 怎样才叫做功
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课程标准 课标解读
1.作用在物体上的力,使物体在这个力的方向上移动一
1.知道功的概念;
段距离;
2.理解做功的两个必要条件;
2.(1)作用在物体上的力;(2)在这个力的方向上移动一
3.理解功的计算公式和单位,能利用公式
段距离;
进行简单计算;
3.W=F×S;
4.了解机械功原理;
4.省力的机械必然费距离;省距离的机械则一定费力;
5.能够掌握生活中的一些现象是否做功。
既省力又省距离的机械是不存在的。
知识精讲
知识点 01 功的概念
1.物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,那么这个力就对物体做了机械功,
简称做了功。
2.做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离。
3.不做功的三种情况
(1)当同学大扫除,提着水桶在楼道走进教室时,同学对水桶没有做功。
水桶受到拉力,但是在拉力的方向上通过的距离为零。(劳而无功)
(2)踢足球时,足球在草地上滚动,此时人对足球没有做功。
足球在草地上有移动距离,但是人此时没有对足球产生力。(不劳无功)
(3)当同学们暑假乘坐小汽车返校时,小汽车在马路上行驶,小汽车受到重力和支持力没有做功。
小汽车受到重力和支持力,也有距离,但是重力与支持力力和距离方向是相互垂直的。
【即学即练 1】下列几种情况中,人对物体做了功的是( )
A. 运动员用力举着杠铃不动 B. 用力拉绳匀速提升重物
C. 用力搬石头没搬动 D. 用力提着水桶在水平方向移动
【答案】B
【解析】A.运动员用力举着杠铃不动,只有力而没有距离,不做功,故 A 不符合题意;
B.用力拉绳匀速提升重物,重物在受到拉力的方向上移动了距离,力对重物做功,故 B 符合题意;
C.用力搬石头没搬动,只有力而没有距离,不做功,故 C 不符合题意;
D.用力提着水桶在水平方向移动,在提水桶的力的方向上没有移动距离,不做功,故 D 不符合题意。
故选 B。
知识点 02 功的计算
1.在力学中,把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
2.力学中的“功”的公式是 W=Fs 。
3.“功”的单位是焦耳(J);1 焦耳的物理意义是物体在 1 N 的力的作用下沿这个力的方向移动了 1 m。
【即学即练 2】如图是 2022 年亚洲杯决赛,中国女足将足球踢进韩国队球门,完成大逆转,重新回到了亚
洲之巅。在一次踢球过程中,运动员对球的平均作用力为 200N,足球的质量约为 450g,球在水平方向上运
动了 30m,则人对球做的功为( )
A.6000J B.130J C.0J D.无法计算
【答案】D
【解析】运动员对球的作用力是 200N,球离开人的脚后不再受力的作用,力作用在球上时球移动的距离未
知,所以无法计算人对球做的功,故 ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选 D。
知识点 03 物机械功原理
研究表明:人们使用机械工作时,省力必然 费距离 ;省距离则一定 费力 ;即省力又省距离的机械是
不存在的 。也就是说,使用任何机械能都 不能省功 。这个结论叫做 机械功原理 ,在历史上被誉为
“机械的黄金定律”。
【即学即练 3】下列说法中正确的是( )
A.省距离的机械也可以省力 B.省力的机械一定费距离,且不省功
C.省距离的机械不省力,但省功 D.省力的机械一定省功
【答案】B
【解析】A.省距离的机械一定费力,故 A 错误;
B.使用省力机械费距离,不可以省功,故 B 正确;
C.省距离的机械一定费力,但不能省功;故 C 错误;
D.任何机械都不能省功,所以省力的机械也一定不省功,故 D 错误。
故选 B。
能力拓展
考法 01 功的含义
【典例 1】(多选题)如图所示,用 F=10N 的力推着重为 40N 的物体沿水平方向匀速运动了 2m。撤去 F。
物体又滑行了 0.5m 后停止下来。对于整个过程的分析正确的是( )
A.F 对物体做的功是 20J
B.F 对物体做的功是 25J
C.撤去 F 物体滑行时,重力所做的功是 20J
D.运动过程中,物体所受摩擦力始终是 10N
【答案】AD
【解析】AB.用 F=10N 的力推着重为 40N 的物体沿水平方向匀速运动了 2m。F 对物体做的功是
W=Fs=10N×2m=20J
故 A 正确,B 错误;
C.做功的必要条件是:一是物体要受力的作用,二是物体要在力的方向上通过一定的距离。撤去 F 物体滑
行时,在重力的方向上物体没有通过一定的距离,所以重力做功为 0。故 C 错误;
D.用 F=10N 的力推着物体沿水平方向匀速运动。物体处于平衡状态,受到的推力 F 与滑动摩擦力是一对
平衡力,大小相等。所以滑动摩擦力为
f=F=10N
撤去 F,物体仍在滑行,与地面的摩擦力仍为滑动摩擦力。因为此时压力大小与接触面的粗糙程度均未变,
所以滑动摩擦力的大小不变,仍是 10N。综上可知,运动过程中,物体所受摩擦力始终是 10N。故 D 正确。
故选 AD。
考法 02 功的计算
【典例 2】国家实行惠民政策以来,一些新型农耕设备逐渐走进农民家中。如图所示是一台小型汽油耕地机,
它轻便小巧,使用方便,其质量为 75kg,静止时与水平地面的接触面积为 20cm2。在水平地上匀速直线行
驶时,受到的阻力为车重的 2 倍。求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强是多少?
(2)耕地机以 3m/s 的速度匀速直线行驶 50m 时,克服阻力做的功是多少?
【答案】(1)3.75×105Pa;(2)75000J
【解析】解:(1)耕地机的重力
G=mg=75kg×10N/kg=750N
静止在水平地面时,耕地机对地面的压力等于自身的重力,对水平面的压强
p F G 750N= = = -4 2 = 3.75 10
5 Pa
S S 20 10 m
(2)匀速直线行驶时,受到的阻力
f=2G=2×750N=1500N
行驶 50m 时,克服阻力做的功
W=fs=1500N×50m=75000J
答:(1)耕地机静止时对水平地面的压强是 750N;
(2)克服阻力做的功是 75000J。
分层提分
题组 A 基础过关练
1.下列实例对应的过程中,没有对物体做功的是( )
A. 挺举起杠铃 B. 起重机提升大石块
C. 推木箱而未动 D. 将弓拉弯
【答案】C
【解析】A.挺举起杠铃,对杠铃有向上的力,杠铃在力的方向上通过一定的距离,对杠铃做功,故 A 不
符合题意;
B.起重机提升大石块,对大石块有向上的力,大石头在力的方向上通过一定的距离,对大石头做功,故 B
不符合题意;
C.推木箱而未动,人推木箱有推力的作用,但木箱没有在推力的方向通过一定的距离,没有对木箱做功,
故 C 符合题意;
D.将弓拉弯,人对弓有一个拉力,弓在力的方向上通过一定的距离,对弓做功,故 D 不符合题意。
故选 C。
2.保护环境人人有责。小洋发现地面有垃圾,于是拾起垃圾拎在身体一侧保持不动,沿水平方向走一段距离
寻找垃圾桶,站在垃圾桶旁辨别垃圾的分类,最后扔掉垃圾,整个过程中小洋对垃圾做功的是( )
A.拾起垃圾 B.沿水平方向走
C.站在垃圾桶旁 D.垃圾掉落桶中
【答案】A
【解析】A.拾起垃圾的过程,小洋对垃圾施加了向上的拉力作用,并且垃圾在该拉力方向上移动了一段距
离,所以小洋对垃圾做了功,故 A 符合题意;
B.提着垃圾沿水平方向走的过程中,小洋对垃圾施加了向上的拉力作用,但垃圾在拉力方向上没有移动距
离,所以小洋对垃圾不做功,故 B 不符合题意;
C.站在垃圾桶旁,小洋对垃圾施加了向上的拉力作用,但垃圾在拉力方向上没有移动距离,所以小洋对垃
圾不做功,故 C 不符合题意;
D.垃圾掉落桶的过程中,小洋对垃圾没有施加力的作用,所以小洋对垃圾不做功,故 D 不符合题意。
故选 D。
3.在历史上,机械功原理被誉为“机械的金科玉律”,它告诉我们:省力的机械必然费距离,省距离的机械一
定___________。也就是说,使用任何机械都___________省功(填“能”或“不能”)。
【答案】 费力 不能
【解析】[1][2]由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,但使用机械有许多好处:有的机械可以省力,
有的机械可以省距离,有的机械可以改变力的方向;但省力的机械必然费距离;省距离的机械一定费力。
题组 B 能力提升练
1.如图物体在相同力 F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的
距离 s,力 F 做的功分别为 W1、W2、W3,比较甲、乙、丙三次所做的功的大小( )
A.W1=W2=W3 B.W1>W2>W3 C.W1<W2 <W3 D.无法判定
【答案】A
【解析】由题知,拉力相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W = Fs可知,力 F 做的功W1 = W2 = W3 ,
故 A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选 A。
2.如图,小明用弹簧测力计将重为 10N、底面积为 0.01m2的物块在水平地面上水平匀速拉动了 5m;弹簧测
力计的示数始终保持 4N 不变。物块所受地面摩擦力的大小为______N,拉力对木块做的功为______J。
【答案】 4 20
【解析】[1]物块在水平方向上受弹簧测力计施加的水平向右的拉力 F 拉,受到地面施加的水平向左的滑动摩
擦力 f,由题意可知,物块在水平方向上做匀速直线运动,则滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,
大小相等,即F拉=f 。弹簧测力计对木块的拉力与物块对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,大小相等,
且等于弹簧测力计的示数,即F拉=4N ,则物块所受地面摩擦力的大小为
f = F拉=4N
[2]由题意可得,弹簧测力计将物块在水平地面上水平匀速拉动了 s=5m,则拉力对木块做的功为
W = F拉s = 4N 5m=20J
3.下列四个选项中,人对物体做了功的是( )
A.小明举着哑铃静止不动
B.小李背着书包在水平地面上行走
C.小红将地上的课本捡起来
D.足球在草地上滚动了 15m,运动员对足球做的功
【答案】C
【解析】A.小明举着哑铃静止不动,对哑铃施加了力,但没有移动距离,小明对哑铃没有做功,故 A 不
符合题意;
B.小李背着书包在水平地面上行走,对书包施加了力,也移动距离,但力和移动的距离垂直,小李对书包
没有做功,故 B 不符合题意;
C.小红将地上的课本捡起来,对课本施加了力,课本在力的方向上移动了距离,小红对书做了功,故 C 符
合题意;
D.足球在草地上滚动过程中,运动员已不再对球有力的作用,,运动员对足球没有做功,故 D 不符合题意。
故选 C。
题组 C 培优拔尖练
1.如图,小强将重为 25N 的滑板从地面上提起 0.4m,然后小强又提着滑板在水平路面上行走了 5m。小强
提起滑板对滑板做了______J 的功,提着滑板行走又对滑板做了______J 的功,整个过程小强对滑板做功
______J。
【答案】 10 0 10
【解析】[1]小强提起滑板对滑板做功
W1 = Fs = Gh = 25N 0.4m =10J
[2]提着滑板行走时,对滑板的力方向向上,滑板水平移动,力和物体移动的方向垂直,力对滑板不做功,
即W2 = 0J。
[3]整个过程小强对滑板做功
W = W1 +W2 =10J+ 0J =10J
2.为了防止噪声污染,载重汽车不让进入市区行驶。一辆载重汽车装满货物后,质量为 1.8×104kg,匀速前
行 600m,受到的阻力为 1.5×106N。(g=10N/kg)。求:
(1)汽车的重力;
(2)汽车牵引力所做的功。
【答案】(1)1.8×105N;(2)9×108J
【解析】(1)由题意知
m =1.8 104车 kg
所以车的重力为
G车=m
4
车g=1.8 10 kg 10N/kg=1.8 10
5 N
(2)由于车在牵引力作用下匀速前行 s = 600m ,受到的阻力为 1.5×106N,根据二力平衡
F牵=f阻=1.5 10
6 N
根据
W =Fs=F牵 s=1.5 10
6 N 600m=9 108 J
(1)汽车的重力为1.8 105 N ;